У природі всі живі організми знаходяться в постійному взаємозв`язку один з одним. Як же вона називається? Біоценоз - це сформована 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 їх середовищем. Біоценоз може існувати як на суші, так і у воді.
походження терміна
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 виникла на основі біогенного круговороту. Саме він забезпечує його в конкретних умовах. Яка структура біоценозу? Дана динамічна і саморегулююча система складається з наступних взаємопов`язаних складових:
- Продуценти (афтотрофи), що є виробниками органічних речовин з неорганічних. Деякі бактерії і рослини в процесі фотосинтезу перетворять 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.
- Гетеротрофи, які є основними споживачами органічних речовин. Травоїдні тварини поїдають рослинну їжу, в свою чергу, стаючи обідом для м`ясоїдних хижаків. Завдяки процесу травлення консументи здійснюють первинне подрібнення органіки. Це початковий щабель її розпаду.
- Редуценти, остаточно розкладають органічні речовини. Вони утилізують відходи і трупи продуцентів і консументів. Редуценти - це бактерії і гриби. Результатом їх життєдіяльності стають мінеральні речовини, які знову споживають продуценти.
Таким чином, можна простежити всі зв`язки в біоценозі.
Основні поняття
Всіх членів спільноти живих організмів прийнято називати певними термінами, які походять від грецьких слів:
- сукупність рослин на конкретній території, - фітоценоз;
- всі види тварин, які проживають в межах однієї площі, - зооценоз;
- всі мікроорганізми, що мешкають в біоценозі, - микробоценоз;
- співтовариство грибів - мікоценоз.
кількісні показники
Найважливіші кількісні показники біоценозів:
- біомаса, що представляє собою сукупну масу всіх живих організмів в конкретних природних умовах;
- біорізноманіття, яке являє собою загальну кількість видів в 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 біотичних спільнотою. 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. Ділянка абіотичного середовища, зайнятий біоценозом, називаютбіотопом. Так що 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 відносяться:
- Просторова структура біоценозу, яку поділяють на 2 типи: горизонтальну (мозаїчність) і вертикальну (ярусність). Вона характеризує умови існування живих організмів в конкретних природних умовах.
- Видова структура біоценозу, що відповідає за певний різноманіття біотопу. Вона являє собою сукупність всіх популяцій, які входять до його складу.
- Трофічна структура біоценозу.
Мозаїчність і ярусность
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, в будь-яких лісах виділяють наступні яруси:
- наземний (мохи, лишайники);
- трав`янистий;
- чагарниковий;
- деревне, що включає дерева першої і другої величини.
На ярусность накладається відповідне розташування тварин. Завдяки вертикальній структурі біоценозу рослини найбільш повно використовують світловий потік. Так, у верхніх ярусах ростуть світлолюбні дерева, а в нижніх - тіньовитривалі. У грунті також виділяють різні горизонти в залежності від ступеня насиченості корінням.
Під дією рослинності біоценоз лісу створює свою мікросередовище. У ній спостерігається не тільки підвищення температури, але і зміна газового складу повітря. Такі трансформації мікросередовища сприяють утворенню і ярусности фауни, включаючи комах, тварин і птахів.
Просторова структура біоценозу має і мозаїчність. Під цим терміном розуміють мінливість флори і фауни по горизонталі. Мозаїчність по площі залежить від різноманіття видів і їх кількісного співвідношення. Також на неї впливають грунтові та ландшафтні умови. Найчастіше людина створює штучну мозаїчність, вирубуючи ліси, осушуючи болота і т. Д. Через це на даних територіях утворюються нові спільноти.
Мозаїчність властива майже всім фітоценозам. В їх межах виділяють наступні структурні одиниці:
- Консорции, що представляють собою сукупність видів, об`єднаних топическими і трофічними зв`язками і залежних від ядра цього угруповання (центрального члена). Найчастіше її основою виступає рослина, а компонентами - мікроорганізми, комахи, тварини.
- Синузии, що являють собою групу видів в фитоценозе, що належить близьким життєвим формам.
- Парцелі, що представляють структурну частину горизонтального перетину біоценозу, що відрізняється від інших його компонентів своїм складом і властивостями.
Просторова структурованість спільноти
Наочним прикладом для розуміння вертикальної ярусности у живих істот є комахи. Серед них є такі представники:
- мешканці грунтів - геобіі;
- жителі поверхневого шару землі - герпетобіі;
- проживають у мохах бріобіі;
- розміщуються в травостої філлобіі;
- що мешкають на деревах і чагарниках аероби.
Горизонтальна структурованість викликається цілим рядом різних причин:
- абиогенной мозаїчністю, до якої відносяться фактори неживої природи, такі як органічні і неорганічні речовини, клімат;
- фітогенні, пов`язаної з виростання рослинних організмів;
- еолово-фітогеннаой, що представляє собою мозаїчність по абиотическим і фітогенні факторів;
- биогенной, пов`язаної в першу чергу з тваринами, які здатні рити землю.
Видова структура біоценозу
Кількість видів в біотопі безпосередньо залежить від стійкості клімату, часу існування і продуктивності біоценозу. Так, наприклад, в тропічному лісі така структура буде набагато ширше, ніж у пустелі. Все біотопи відрізняються один від одного кількістю видів, що населяють їх. Найчисленніші біогеоценози називають домінантними. У деяких з них визначити точне число 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). Відповідно до нього вважається, що якщо в однорідному середовищі існують 2 види схожих живих організмів разом, то при постійних умовах один з них поступово витіснить інший. При цьому у них виникають конкурентні взаємини.
Видова структура біоценозу включає в себе 2 поняття: «багатство» і «розмаїття». Вони дещо відрізняються між собою. Так, видове багатство являє загальний набір мешкають в співтоваристві видів. Він виражається переліком всіх представників різних груп живих організмів. Видове різноманіття є показник, що характеризує не тільки склад біоценозу, а й кількісні взаємовідносини між його представниками.
Учені 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 число живих істот в ньому може збільшуватися. Найбіднішими є біотопи, створені людиною (городи, сади, поля).
трофічна структура
Взаємодія різних організмів, що мають своє певне місце в круговороті біологічних речовин, називаюттрофіческой структурою біоценозу. Вона складається з наступних складових:
- Продуценти - організми, що виробляють органічні речовини. До них відносять зелені рослини, що дають первинну продукцію і різні бактерії. Майже 99% всього живого речовини на поверхні нашої планети припадає на продуценти. Вони складають першу ланку в харчового ланцюга. Продуценти - основа будь-якої екологічної піраміди.
- Гетеротрофи - 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 консументов і продуцентів.
особливості біоценозів
Популяції та біоценози є предметом ретельного вивчення. Так, вчені встановили, що більшість водних і практично всі наземні біотопи мають в своєму складі мікроорганізмів, рослин і тварин. Вони встановили таку особливість: чим більше розходження в двох сусідніх біоценозах, тим більше різнорідні умови на їхніх кордонах. Також встановлено, що чисельність якоїсь групи організмів в біотопі в значній мірі залежить від їх розмірів. Іншими словами, чим дрібніше особина, тим більше чисельність цього виду. Встановлено і те, що групи різних за розміром живих істот живуть в 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 в кожному розмірному класі. Саме зв`язку між ними є визначальними для нормальної життєдіяльності біоценозу. Ті види, які переважають за чисельністю і продуктивності, вважаються домінантами цієї спільноти. Вони панують в ньому і є ядром цього біотопу. Прикладом може служити трава тонконіг, яка займає максимальну площу на пасовище. Вона є основним продуцентом 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 чи фауни.
Всі види спільноти складають егобіоразнообразіе. У біотопу є певні принципи. Як правило, в його склад 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 і її стійкості. Саме завдяки йому в біотопі відбувається замкнутий круговорот биогенов (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;
- поновлювані сади, парки і гаї;
- полезахисні лісосмуги.
