Біоценоз - це що? Структура біоценозу: просторова і видова

Біоценоз - це що? Структура біоценозу: просторова і видова

У природі всі живі організми знаходяться в постійному взаємозв 'язку один з одним. Як вона називається? Біоценоз - це сукупність мікроорганізмів, грибів, рослин і тварин, яка сформувалася історично на відносно однорідному життєвому просторі. Причому всі ці живі організми пов 'язані не тільки між собою, але і з навколишнім середовищем. Біоценоз може існувати як на суші, так і у воді.


Походження терміну

Вперше поняття було використано відомим німецьким ботаніком і зоологом Карлом Мебіусом в 1877 р. Він застосував його для опису сукупності і взаємин організмів, що заселяють певну територію, яку називають біотопом. Біоценоз - це один з головних об 'єктів дослідження сучасної екології.

Суть взаємозв "язків

Біоценоз - це взаємозв 'язок, що виник на основі біогенного круговороту. Саме він забезпечує його в конкретних умовах. Яка структура біоценозу? Дана динамічна і саморегулююча система складається з таких взаємопов 'язаних складових:

  • Продуценти (афтотрофи), що є виробниками органічних речовин з неорганічних. Деякі бактерії і рослини в процесі фотосинтезу перетворюють сонячну енергію і синтезують органіку, яку споживають живі організми, звані гетеротрофами (консументи, редуценти). Продуценти вловлюють вуглекислий газ з атмосфери, який виділяють інші організми, і виробляють кисень.
  • Консументи, які є основними споживачами органічних речовин. Травоїдні тварини поїдають рослинну їжу, своєю чергою, стаючи обідом для м 'ясоїдних хижаків. Завдяки процесу травлення консументи здійснюють первинне подрібнення органіки. Це початковий щабель її розпаду.
  • Редуценти, які остаточно розкладають органічні речовини. Вони утилізують відходи і трупи продуцентів і консументів. Редуценти - це бактерії та гриби. Результатом їхньої життєдіяльності стають мінеральні речовини, які знову споживають продуценти.

Таким чином, можна простежити всі зв 'язки в біоценозі.

Основні поняття

Усіх членів спільноти живих організмів прийнято називати певними термінами, що походять від грецьких слів:

  • сукупність рослин на конкретній території, - фітоціноз;
  • усі види тварин, які проживають у межах однієї площі, - зооценоз;
  • всі мікроорганізми, що мешкають у біоценозі, - мікробоценоз;
  • спільнота грибів - мікоценоз.

Кількісні показники

Найважливіші кількісні показники біоценозів:

  • біомаса, що являє собою сукупну масу всіх живих організмів в конкретних природних умовах;
  • біорізноманіття, яке являє собою загальну кількість видів у біоценозі.

Біотоп і біоценоз

У науковій літературі часто використовуються такі терміни, як "біотоп", "біоценоз". Що вони означають і чим відрізняються один від одного? Насправді всю сукупність живих організмів, що входять в конкретну екологічну систему, прийнято називати біотичним співтовариством. Таке ж визначення має і біоценоз. Це сукупність популяцій живих організмів, що мешкають на певній географічній території. Вона відрізняється від інших по ряду хімічних (грунт, вода) і фізичних (сонячне опромінення, висота над рівнем моря, розмір площі) показників. Ділянку абіотичного середовища, зайняту біоценозом, називають біотопом. Отже обидва ці поняття застосовуються для опису спільнот живих організмів. Іншими словами, біотоп і біоценоз - це практично одне і те ж.

Структура

Існує кілька видів структур біоценозу. Всі вони характеризують його за різними критеріями. До них належать:

  • Просторова структура біоценозу, яку підрозділюють на 2 типи: горизонтальну (мозаїчність) і вертикальну (ярусність). Вона характеризує умови проживання живих організмів у конкретних природних умовах.
  • Видова структура біоценозу, що відповідає за певне різноманіття біотопу. Вона являє собою сукупність всіх популяцій, які входять до його складу.
  • Трофічна структура біоценозу.

Мозаїчність і ярусність

Просторова структура біоценозу визначається розташуванням живих організмів різних видів відносно один одного в горизонтальному і вертикальному напрямку. Ярусність забезпечує найбільш повне використання навколишнього середовища і рівномірний розподіл видів по вертикалі. Завдяки цьому досягається їх максимальна продуктивність. Так, у будь-яких лісах виділяють такі яруси:


  • наземний (мхи, лишайники);
  • трав 'янистий;
  • чагарниковий;
  • деревний, що включає дерева першої та другої величини.

На ярусність накладається відповідне розташування тварин. Завдяки вертикальній структурі біоценозу рослини найбільш повно використовують світловий потік. Так, у верхніх ярусах ростуть світлолюбні дерева, а в нижніх - тіньовиносливі. У ґрунті також виділяють різні горизонти залежно від ступеня насиченості корінням.

Під дією рослинності біоценоз лісу створює свій мікросред. У ній спостерігається не тільки підвищення температури, а й зміна газового складу повітря. Такі трансформації мікросреди сприяють утворенню і ярусності фауни, включаючи комах, тварин і птахів.

Просторова структура біоценозу має і мозаїчність. Під цим терміном розуміють мінливість флори і фауни по горизонталі. Мозаїчність за площею залежить від різноманіття видів і їх кількісного співвідношення. Також на неї впливають ґрунтові і ландшафтні умови. Найчастіше людина створює штучну мозаїчність, вирубуючи ліси, осушуючи болота тощо. Через це на даних територіях утворюються нові спільноти.

Мозаїчність притаманна майже всім фітоцінозам. У їх межах виділяють такі структурні одиниці:

  • Консорції, що представляють собою сукупність видів, об 'єднаних топічними і трофічними зв' язками і залежать від ядра цього угруповання (центрального члена). Найчастіше її основою виступає рослина, а компонентами - мікроорганізми, комахи, тварини.
  • Синузії, що є групою видів у фітоценозі, що належить близьким життєвим формам.
  • Парцелі, що представляють структурну частину горизонтального перерізу біоценозу, що відрізняється від інших його компонентів своїм складом і властивостями.

Просторова структурованість спільноти

Наочним прикладом для розуміння вертикальної ярусності у живих істот є комахи. Серед них є такі представники:

  • мешканці ґрунтів - геобії;
  • жителі поверхневого шару землі - герпетобії;
  • які проживають у мхах бриобії;
  • що розміщуються в травосте філлобії;
  • аеробії, що мешкають на деревах і чагарниках.

Горизонтальна структурованість викликається цілою низкою різних причин:

  • абіогенною мозаїчністю, до якої належать фактори неживої природи, такі як органічні та неорганічні речовини, клімат;
  • фітогенної, пов 'язаної з виростанням рослинних організмів;
  • еолово-фітогеннаой, що являє собою мозаїчність за абіотичними та фітогенними факторами;
  • біогенної, пов 'язаної в першу чергу з тваринами, які здатні рити землю.

Видова структура біоценозу

Кількість видів у біотопі безпосередньо залежить від стійкості клімату, часу існування і продуктивності біоценозу. Так, наприклад, у тропічному лісі така структура буде набагато ширшою, ніж у пустелі. Всі біотопи відрізняються один від одного кількістю видів, що населяють їх. Найчисельніші біогеоценози називають домінантними. У деяких з них визначити точну кількість живих істот просто неможливо. Як правило, вчені визначають кількість різних видів, зосереджених на конкретній території. Цей показник характеризує видове багатство біотопу.


Дана структура дає можливість визначити якісний склад біоценозу. При порівнянні однакових за площею територій визначають видове багатство біотопу. У науці існує так званий принцип Гаузе (конкурентного виключення). Згідно з ним вважається, що якщо в однорідному середовищі існують 2 види схожих живих організмів разом, то за постійних умов один з них поступово витіснить інший. При цьому у них виникають конкурентні взаємини.

Видова структура біоценозу включає в себе 2 поняття: "багатство" і "різноманітність". Вони дещо відрізняються між собою. Так, видове багатство є спільним набором видів, що мешкають у спільноті. Він висловлюється переліком усіх представників різних груп живих організмів. Видове розмаїття являє собою показник, що характеризує не тільки склад біоценозу, а й кількісні взаємини між його представниками.

Вчені розрізняють бідні і багаті біотопи. Ці види біоценозу відрізняються між собою кількістю представників спільнот. У цьому важливу роль відіграє вік біотопу. Так, молоді спільноти, які почали своє формування порівняно недавно, включають невеликий набір видів. З кожним роком кількість живих істот у ньому може збільшуватися. Найбільш бідними є біотопи, створені людиною (городи, сади, поля).

Трофічна структура

Взаємодія різних організмів, що мають своє певне місце в круговороті біологічних речовин, називають трофічною структурою біоценозу. Вона складається з таких складових:

  • Продуценти - організми, що виробляють органічні речовини. До них відносять зелені рослини, що дають первинну продукцію і різні бактерії. Майже 99% усієї живої речовини на поверхні нашої планети припадає на продуценти. Вони складають першу ланку в харчовому ланцюгу. Продуценти - основа будь-якої екологічної піраміди.
  • Консументи - гетеротрофні організми, які є споживачами органічної речовини. До цієї групи належать різні тварини і люди. До них зараховують і рослини-паразити, які не мають хлорофілу.
  • Редуценти - організми, що руйнують органічну речовину мертвих консументів і продуцентів.

Особливості біоценозів

Популяції та біоценози є предметом ретельного вивчення. Так, вчені встановили, що більшість водних і практично всі наземні біотопи мають у своєму складі мікроорганізмів, рослин і тварин. Вони встановили таку особливість: чим більше відмінності в двох сусідніх біоценозах, тим більш різнорідні умови на їх кордонах. Також встановлено, що чисельність якоїсь групи організмів у біотопі значною мірою залежить від їх розмірів. Іншими словами, чим мельче особина, тим більша чисельність цього виду. Встановлено і те, що групи різних за розміром живих істот живуть у біотопі в різних масштабах часу і простору. Так, життєвий цикл деяких одноклітинних протікає в межах однієї години, а великої тварини - в межах десятиліть.


Чисельність видів

У кожному біотопі виділяють групу основних видів, найчисленніших у кожному розмірному класі. Саме зв 'язки між ними є визначальними для нормальної життєдіяльності біоценозу. Ті види, які переважають за чисельністю і продуктивністю, вважаються домінантами даної спільноти. Вони панують у ньому і є ядром цього біотопу. Прикладом може служити трава мятлик, яка займає максимальну площу на пасовищі. Вона є основним продуктом цієї спільноти. У найбагатших біоценозах майже завжди всі види живих організмів нечисленні. Так, навіть у тропіках на одній невеликій площі рідко зустрічаються кілька однакових дерев. Оскільки такі біотопи відрізняються своєю високою стабільністю, в них рідко зустрічаються спалахи масового розмноження деяких представників флори або фауни.

Всі види спільноти складають його біорізноманіття. Біотоп має певні принципи. Як правило, до його складу входять кілька основних видів, що відрізняються високою чисельністю, і велика кількість рідкісних видів, що характеризуються незначною кількістю його представників. Це біорізноманіття є основою рівноважного стану конкретної екосистеми та її стійкості. Саме завдяки йому в біотопі відбувається замкнутий кругообіг біогенів (поживних речовин).

Штучні біоценози

Біотопи формуються не тільки природним шляхом. У своїй життєдіяльності люди давно навчилися створювати спільноти з корисними для нас властивостями. Приклади біоценозу, створеного людиною:

  • рукотворні канали, водосховища, ставки;
  • пасовища і поля для сільськогосподарських культур;
  • осушені болота;
  • відновлювані сади, парки та гай;
  • корисахисні лісопосадки.