Изкуствени биоценози. §53

Биоценоза- съвкупност от популации на растения, животни и микроорганизми. Мястото, заето от биоценоза, се нарича биотоп. Видовата структура на биоценозата обхваща всички видове, живеещи в нея. Пространствената структура включва вертикална структура - нива и хоризонтална - микроценози и микроасоциации. Трофичната структура на биоценозата е представена от продуценти, консументи и разложители. Прехвърлянето на енергия от един вид към друг чрез изяждането им се нарича хранителна (трофична) верига. Мястото на организма в хранителната верига, свързано с неговата хранителна специализация, се нарича трофично ниво. Трофичната структура на биоценозата и екосистемата обикновено се изобразява чрез графични модели под формата на екологични пирамиди. Има екологични пирамиди от числа, биомаса и енергия. Скоростта на фиксиране на слънчевата енергия определя продуктивността на биоценозите. Наборът от фактори на околната среда, в рамките на които живее даден вид, се нарича екологична ниша. Тенденцията за увеличаване на разнообразието и плътността на живите организми на границите на биоценозите (в екотоните) се нарича ефект на ръба.

Понятието биоценоза

Организмите не живеят на Земята като независими индивиди. Те образуват правилни комплекси в природата. Немският хидробиолог К. Мьобиус в края на 70-те години. 19 век изследвани комплекси от бентосни животни - натрупвания на стриди (стриди банки). Той забелязва, че заедно със стридите има и такива животни като морски звезди, бодлокожи, бриозои, червеи, асцидии, гъби и др. Ученият заключава, че тези животни живеят заедно, в едно и също местообитание, неслучайно. Те се нуждаят от същите условия като стридите. Такива групи се появяват поради сходни изисквания към факторите на околната среда. Комплекси от живи организми, които постоянно се срещат в различни точки на един и същи воден басейн при еднакви условия на съществуване, Мьобиус нарича биоценози. Терминът "биоценоза" (от гръцки bios - живот и koinos - общ) е въведен от него в научната литература през 1877 г.

Заслугата на Мьобиус е, че той не само установи съществуването на органични общности и предложи името им, но и успя да разкрие много модели на тяхното формиране и развитие. Така се поставят основите на важно направление в екологията - биоценология (екология на съобществата).

Биоценотичното ниво е второто (след населението) надорганизмово ниво на организация на живите системи. Биоценозата е доста стабилна биологична единица, която има способността да поддържа естествените си свойства и видов състав при външни влияния, причинени от промени в климата и други фактори. Стабилността на биоценозата се определя не само от стабилността на съставните й популации, но и от особеностите на взаимодействието между тях.

- това са исторически установени групи от растения, животни, гъби и микроорганизми, които обитават относително хомогенно жизнено пространство (парче земя или резервоар).

И така, всяка биоценоза се състои от определен набор от живи организми, принадлежащи към различни видове. Но е известно, че индивидите от един и същи вид се обединяват в природни системи, които се наричат ​​популации. Следователно биоценозата може да се определи и като съвкупност от популации на всички видове живи организми, обитаващи общи местаместообитание.

Трябва да се отбележи, че терминът "биоценоза" е широко разпространен в научната литература на немски и руски език, а в англоговорящите страни съответства на термина "общност" (общност). Въпреки това, строго погледнато, терминът "съобщество" не е синоним на термина "биоценоза". Ако биоценозата може да се нарече многовидова общност, то популацията (неразделна част от биоценозата) е едновидова общност.

Съставът на биоценозата включва набор от растения в определен район - фитоценоза(от гръцки фитон - растение); съвкупността от животни, живеещи във фитоценозата, - зооценоза(от гръцки zoon - животно); микробиоценоза(от гръцки mikros - малък + bios - живот) - съвкупност от микроорганизми, обитаващи почвата. Понякога като отделен съставен елемент биоценозата включва микоценоза(от гръцки. mykes - гъба) - колекция от гъби. Примери за биоценози са широколистна, смърчова, борова или смесена гора, ливада, блато и др.

Еднородно естествено жизнено пространство (част от абиотичната среда), заето от биоценоза, се нарича биотоп.Това може да бъде парче земя или резервоар, морски бряг или планински склон. Биотопът е неорганична среда, която е необходимо условие за съществуването на биоценоза. Биоценозата и биотопът тясно взаимодействат помежду си.

Мащабът на биоценозите може да бъде различен - от съобщества от лишеи по стволовете на дърветата, мъхови тупи в блато или разлагащ се пън до населението на цели пейзажи. И така, на сушата може да се разграничи биоценозата на планинската (не наводнена с вода) ливада, биоценозата на боровата гора с бял мъх, биоценозата на степта с пера, биоценозата на пшеничното поле и др.

Специфичната биоценоза включва не само организми, които постоянно обитават определена територия, но и тези, които оказват значително влияние върху нея. Например, много насекоми се размножават във водни тела, където служат като важен източник на храна за риба и някои други животни. В млада възраст те са част от водната биоценоза, а в зряла възраст водят сухоземен начин на живот, т.е. действат като елементи на земните биоценози. Зайците могат да ядат на поляната и да живеят в гората. Същото важи и за много видове горски птици, които търсят храна не само в гората, но и в съседните ливади или блата.

Видова структура на биоценозата

Видова структура на биоценозатае съвкупността от съставните му видове. В някои биоценози животинските видове могат да преобладават (например биоценоза коралов риф), в други биоценози растенията играят основна роля: биоценозата на заливна ливада, степна трева, смърч, бреза и дъбови гори. Броят на видовете (видовото разнообразие) в различните биоценози е различен и зависи от техните географско местоположение. Най-известният модел на промяна във видовото разнообразие е намаляването му от тропиците към високите географски ширини. Колкото по-близо до екватора, толкова по-богата и разнообразна е флората и фауната. Това се отнася за всички форми на живот, от водорасли и лишеи до цъфтящи растения, от насекоми до птици и бозайници.

В тропическите гори на басейна на Амазонка, на площ от около 1 хектар, могат да бъдат преброени до 400 дървета от повече от 90 вида. Освен това много дървета служат като опора за други растения. По клоните и ствола на всяко дърво растат до 80 вида епифитни растения.

Пример за видово разнообразие е един от вулканите във Филипините. По склоновете му растат повече дървесни видове, отколкото в целите Съединени щати!

За разлика от тропиците, биоценозата на борова гора в умерения пояс на Европа може да включва максимум 8-10 вида дървета на 1 ха, а в северната част на района на тайгата в същата зона присъстват 2-5 вида. .

Алпийските и арктическите пустини са най-бедните биоценози откъм видове, а тропическите гори са най-богатите. Дъждовните гори на Панама са дом на три пъти повече видове бозайници и птици, отколкото Аляска.

Прост индикатор за разнообразието на биоценозата е общият брой на видовете или видовото богатство. Ако някакъв вид растение (или животно) преобладава количествено в общността (има голяма биомаса, продуктивност, изобилие или изобилие), тогава този вид се нарича доминантен, или доминиращ вид(от лат. dominans - доминиращ). Във всяка биоценоза има доминиращи видове. Например, в смърчовата гора, смърчът, използвайки по-голямата част от слънчевата енергия, увеличава най-голямата биомаса, засенчва почвата, отслабва движението на въздуха и създава много неудобства за живота на други обитатели на гората.

Пространствена структура на биоценозата

Видовете могат да бъдат разпространени по различни начини в пространството в зависимост от техните нужди и условия на местообитание. Това разпределение на видовете, които изграждат биоценозата в пространството, се нарича пространствена структура на биоценозата.Разграничаване на вертикални и хоризонтални структури.

Вертикална структурабиоценозата се формира от нейните отделни елементи, специални слоеве, които се наричат ​​нива. Ниво -съвместно растящи групи растителни видове, които се различават по височина и положение в биоценозата на асимилиращи органи (листа, стъбла, подземни органи - грудки, коренища, луковици и др.). По правило различните нива се формират от различни форми на живот (дървета, храсти, храсти, билки, мъхове). Напластяването е най-ясно изразено в горските биоценози (фиг. 1).

Първият, дървесен, слойобикновено се състои от високи дърветас висока зеленина, която е добре осветена от слънцето. Неизползваната светлина може да бъде погълната от дърветата, образуващи втори, сублингвален, слой.

Слой подрастса храсти и храстовидни форми на дървесни видове, например леска, планински ясен, зърнастец, върба, горска ябълка и др. На открити местапри нормални екологични условия много храстовидни форми на видове като планинска пепел, ябълка, круша биха изглеждали като дървета от първа величина. Въпреки това, под горския навес, в условия на засенчване и липса на хранителни вещества, те са обречени да съществуват под формата на маломерни, често нелаещи семена и плодове на дървета. С развитието на горската биоценоза такива видове никога няма да влязат в първия слой. По това те се различават от следващия слой на горската биоценоза.

Ориз. 1. Слоеве на горска биоценоза

Да се слой подраствключват млади ниски (от 1 до 5 м) дървета, които в бъдеще ще могат да достигнат до първия слой. Това са т. нар. лесообразуващи видове - смърч, бор, дъб, габър, бреза, трепетлика, ясен, черна елша и др. Тези видове могат да достигнат до първия слой и да образуват биоценози с преобладаването си (гори).

Под короните на дървета и храсти се намира тревно-храстов слой. Те включват горски билки и храсти: момина сълза, оксалис, ягоди, боровинки, боровинки, папрати.

Образува се приземният слой от мъхове и лишеи слой мъх-лишеи.

И така, в горската биоценоза се открояват дървесни насаждения, подраст, подраст, тревна покривка и слой от мъх и лишеи.

Подобно на разпределението на растителността по нива, в биоценозите различни животински видове също заемат определени нива. В почвата живеят почвени червеи, микроорганизми, копачи. В листата, на повърхността на почвата, живеят различни стоножки, земни бръмбари, акари и други малки животни. Птиците гнездят в горния покрив на гората и някои могат да се хранят и гнездят под горния слой, други в храстите, а трети близо до самата земя. Големите бозайници живеят в долните нива.

Наслояването е присъщо на биоценозите на океаните и моретата. Различните видове планктон остават на различна дълбочина в зависимост от осветлението. Различните видове риби живеят на различни дълбочини в зависимост от това къде намират храната си.

Индивидите на живите организми са неравномерно разпределени в пространството. Обикновено те образуват групи от организми, което е адаптивен фактор в живота им. Тези групи от организми хоризонтална структура на биоценозата- хоризонтално разпределение на индивидите, образуващи различни видове шарки, петна за всеки вид.

Има много примери за такова разпределение: това са многобройни стада зебри, антилопи, слонове в саваната, коралови колонии на морското дъно, стада от морски риби, ята от прелетни птици; гъсталаци от тръстика и водни растения, натрупвания на мъхове и лишеи върху почвата в горската биоценоза, петна от пирен или червени боровинки в гората.

Елементарните (структурни) единици на хоризонталната структура на растителните съобщества включват микроценоза и микрогрупа.

Микроценоза(от гръцки микрос - малък) - най-малката структурна единица на хоризонталното разделение на общността, която включва всички нива. Почти всяка общност включва комплекс от микрообщности или микроценози.

Микрогрупиране -струпване на индивиди от един или няколко вида в рамките на един слой, мозаечни петна в рамките на реда. Например в слоя мъх могат да се разграничат различни петна от мъхове с доминиране на един или няколко вида. В тревно-храстовия слой се срещат боровинкови, боровинково-кисели, боровинково-сфагнови микрогрупи.

Наличието на мозайки е от съществено значение за живота на общността. Мозайката позволява по-пълно използване на различните видове микрообитания. Индивидите, образуващи групи, се характеризират с висока степен на оцеляване, те използват хранителните ресурси най-ефективно. Това води до увеличаване и видово разнообразие в биоценозата, допринася за нейната устойчивост и жизнеспособност.

Трофична структура на биоценозата

Взаимодействието на организмите, заемащи определено място в биологичния цикъл, се нарича трофична структура на биоценозата.

В биоценозата се разграничават три групи организми.

1.производители(от лат. producens - произвеждащ) - организми, които синтезират от неорганични вещества(главно вода и въглероден диоксид) всички органични вещества, необходими за живота, използващи слънчева енергия (зелени растения, цианобактерии и някои други бактерии) или енергията на окисление на неорганични вещества (серни бактерии, железни бактерии и др.). Обикновено производителите са зелени растения, носещи хлорофил (автотрофи), които осигуряват първична продукция. Общото тегло на сухото вещество на фитомасата (растителната маса) се оценява на 2,42 х 10 12 т. Това е 99% от общото живо вещество на земната повърхност. И само 1% се пада на дела на хетеротрофните организми. Следователно само растителността на планетата Земя е задължена за съществуването на живот на нея. Зелените растения са създали необходимите условияза появата и съществуването на различни праисторически животни, а след това и на човека. Умирайки, растенията натрупват енергия в залежи от въглища, торф и дори нефт.

Производствените растения осигуряват на човека храна, суровини за промишлеността, лекарства. Те пречистват въздуха, улавят прах, омекотяват температурния режим на въздуха, заглушават шума. Благодарение на растителността има огромно разнообразие от животински организми, които обитават Земята. Производителите са първото звено в цената на храните и са в основата на екологичните пирамиди.

2.Потребители(от латински consumo - консумирам), или потребителите, са хетеротрофни организми, които се хранят с готова органична материя. Самите потребители не могат да изграждат органична материя от неорганична и да я приемат готовикато се хранят с други организми. В своите организми те преобразуват органичната материя в специфични форми на протеини и други вещества и отделят в околната среда отпадъците, генерирани по време на тяхната жизнена дейност.

Скакалец, заек, антилопа, елен, слон, т.е. тревопасните са консуматори от първи ред. Жаба, която хваща водно конче, калинка, която се храни с листни въшки, вълк, който ловува заек - всички те са консуматори от втори ред. Щъркел, който яде жаба, хвърчило, носещо пиле в небето, змия, която поглъща лястовичка, са потребители от трети ред.

3. Редуктори(от лат. reducens, reducentis - връщане, възстановяване) - организми, които разрушават мъртвата органична материя и я превръщат в неорганични вещества, а те от своя страна се абсорбират от други организми (производители).

Основните разложители са бактерии, гъбички, протозои, т.е. почвени хетеротрофни микроорганизми. Ако тяхната активност намалее (например, когато пестицидите се използват от хората), условията за производствения процес на растенията и потребителите се влошават. Мъртвите органични останки, независимо дали става въпрос за пън или труп на животно, не изчезват никъде. Те са обект на разпад. Но мъртвите органични вещества не могат да изгният от само себе си. Редуктори (разрушители, разрушители) действат като "гробари". Те окисляват мъртвите органични остатъци до CO 2 , H 2 0 и прости соли, т.е. към неорганични компоненти, които могат отново да се включат в кръговрата на веществата, като по този начин го затварят.

В природата всички живи организми са в постоянна връзка помежду си. Как се нарича? Биоценозата е установена съвкупност от микроорганизми, гъби, растения и животни, която исторически се е формирала в относително хомогенно жизнено пространство. Освен това всички тези живи организми са свързани не само помежду си, но и с околната среда. Биоценозата може да съществува както на сушата, така и във водата.

Произход на термина

Понятието е използвано за първи път от известния немски ботаник и зоолог Карл Мьобиус през 1877 г. Той го използва, за да опише съвкупността и взаимоотношенията на организмите, обитаващи определена област, която се нарича биотоп. Биоценозата е един от основните обекти на изследване на съвременната екология.

Същността на взаимоотношенията

Биоценозата е връзка, възникнала на базата на биогенен цикъл. Именно той го осигурява в конкретни условия. Каква е структурата на биоценозата? Тази динамична и саморегулираща се система се състои от следните взаимосвързани компоненти:

• Производители (афтотрофи), които са производители на органични вещества от неорганични. Някои бактерии и растения в процеса на фотосинтеза преобразуват слънчевата енергия и синтезират органична материя, която се консумира от живите организми, наречени хетеротрофи (консументи, разлагащи). Производителите улавят въглероден диоксид от атмосферата, който се отделя от други организми, и произвеждат кислород.
• Консуматори, които са основните консуматори на органични вещества. Тревопасните се хранят с растителна храна, която от своя страна се превръща в храна за месоядните хищници. Поради процеса на смилане, потребителите извършват първичното смилане на органичната материя. Това е началният етап от неговото разпадане.
• Разлагачи, окончателно разлагащи органични вещества. Те изхвърлят отпадъци и трупове на производители и потребители. Разложители са бактерии и гъбички. Резултатът от тяхната жизнена дейност са минерални вещества, които отново се консумират от производителите.

Така е възможно да се проследят всички връзки в биоценозата.

Основни понятия

Всички членове на общността на живите организми обикновено се наричат ​​определени термини, произлизащи от гръцки думи:

• съвкупността от растения в определен район, - фитоценоза;
• всички видове животни, обитаващи една и съща територия - зооценоза;
• всички микроорганизми, живеещи в биоценозата - микробиоценоза;
• гъбична общност - микоценоза.

Количествени показатели

Най-важните количествени показатели на биоценозите:

• биомаса, която е общата маса на всички живи организми в конкретни природни условия;
• биоразнообразие, което е общият брой на видовете в биоценозата.

Биотоп и биоценоза

В научната литература често се използват термини като "биотоп", "биоценоза". Какво означават те и как се различават един от друг? Всъщност съвкупността от живи организми, включени в определена екологична система, обикновено се нарича биотична общност. Биоценозата има същото определение. Това е набор от популации от живи организми, живеещи в определен географски район. Отличава се от другите по редица химични (почва, вода) и физични (слънчева експозиция, надморска височина, размер на площта) показатели. Част от абиотичната среда, заета от биоценоза, се нарича биотоп. И двете понятия се използват за описание на съобщества от живи организми. С други думи, биотоп и биоценоза са практически едно и също нещо.

Структура

Има няколко вида структури на биоценозата. Всички те го характеризират по различни критерии. Те включват:

• Пространствената структура на биоценозата, която е разделена на 2 вида: хоризонтална (мозайка) и вертикална (диференцирана). Той характеризира условията на живот на живите организми в конкретни природни условия.
• Видовата структура на биоценозата, която е отговорна за определено разнообразие на биотопа. Това е съвкупност от всички популации, които са част от него.
• Трофична структура на биоценозата.

Мозайка и пластове

Пространствената структура на биоценозата се определя от местоположението на живите организми различни видовеедна спрямо друга в хоризонтална и вертикална посока. Наслояването осигурява най-пълното използване на околната среда и равномерно разпределение на видовете по вертикала. Благодарение на това се постига максималната им производителност. И така, във всяка гора се разграничават следните нива:

• земята (мъхове, лишеи);
• тревиста;
• храстовиден;
• дървесни, включително дървета от първа и втора величина.

Съответното разположение на животните е насложено върху подреждането. Поради вертикалната структура на биоценозата растенията най-пълно използват светлинния поток. Така в горните нива растат светлолюбиви дървета, а в долните растат дървета, устойчиви на сянка. В почвата се разграничават и различни хоризонти в зависимост от степента на наситеност с корени.

Под въздействието на растителността биоценозата на гората създава своя собствена микросреда. При него се наблюдава не само повишаване на температурата, но и промяна в газовия състав на въздуха. Такива трансформации на микросредата благоприятстват формирането и наслояването на фауната, включително насекоми, животни и птици.

Пространствената структура на биоценозата също има мозаечен строеж. Този термин се отнася до хоризонталната променливост на флората и фауната. Мозаечността по площ зависи от видовото разнообразие и тяхното количествено съотношение. Също така се влияе от почвените и ландшафтни условия. Често човек създава изкуствена мозайка, изсичайки гори, пресушавайки блата и т.н. Поради това на тези територии се образуват нови общности.

Мозайката е присъща на почти всички фитоценози. В тях се разграничават следните структурни звена:

• Консорциуми, които са колекция от видове, обединени от топични и трофични връзки и зависими от ядрото на това групиране (централен член). Най-често основата му е растение, а компонентите му са микроорганизми, насекоми, животни.
• Синузии, които са група видове във фитоценоза, принадлежащи към близки форми на живот.
• Парцели, представляващи структурната част на хоризонталния участък на биоценозата, която се отличава от другите си компоненти по своя състав и свойства.

Пространствена структура на общността

Добър пример за разбиране на вертикалното наслояване в живите същества са насекомите. Сред тях има такива представители:

• почвени обитатели - геобиас;
• обитатели на повърхностния слой на земята - херпетобия;
• бриобия, живееща в мъхове;
• разположени в тревата на филобиите;
• живеещи на дървета и храсти aerobia.

Хоризонталната структура се причинява от редица различни причини:

• абиогенна мозайка, която включва фактори от неживата природа, като органични и неорганични вещества, климат;
• фитогенни, свързани с растежа на растителните организми;
• еолово-фитогенен, който представлява мозайка от абиотични и фитогенни фактори;
• биогенни, свързани предимно с животни, които могат да копаят земята.

Видова структура на биоценозата

Броят на видовете в биотопа пряко зависи от стабилността на климата, времето на съществуване и продуктивността на биоценозата. Така например в тропическа гора такава структура ще бъде много по-широка, отколкото в пустинята. Всички биотопи се различават един от друг по броя на видовете, които ги обитават. Най-многобройните биогеоценози се наричат ​​доминиращи. В някои от тях е просто невъзможно да се определи точният брой на живите същества. По правило учените определят броя на различните видове, концентрирани в определена област. Този показател характеризира видовото богатство на биотопа.

Тази структура позволява да се определи качественият състав на биоценозата. При сравняване на територии от една и съща площ се определя видовото богатство на биотопа. В науката съществува така нареченият принцип на Гаузе (конкурентно изключване). В съответствие с него се смята, че ако в хомогенна среда има 2 вида подобни живи организми заедно, тогава когато постоянни условияединият от тях постепенно ще замени другия. В същото време те имат конкурентни отношения.

Видовата структура на биоценозата включва 2 понятия: "богатство" и "разнообразие". Те са малко по-различни един от друг. По този начин видовото богатство е общият набор от видове, живеещи в общност. Изразява се чрез списък на всички представители на различни групи живи организми. Видовото разнообразие е показател, който характеризира не само състава на биоценозата, но и количествените отношения между нейните представители.

Учените разграничават бедни и богати биотопи. Тези видове биоценози се различават помежду си по броя на представителите на общностите. Важна роля за това играе възрастта на биотопа. По този начин младите общности, които започнаха да се формират сравнително наскоро, включват малък набор от видове. Всяка година броят на живите същества в него може да се увеличи. Най-бедни са създадените от човека биотопи (градини, овощни градини, ниви).

Трофична структура

Взаимодействието на различни организми, които имат свое специфично място в цикъла на биологичните вещества, се нарича трофична структура на биоценозата. Състои се от следните компоненти:

Характеристики на биоценозите

Популациите и биоценозите са обект на внимателно проучване. По този начин учените са установили, че повечето водни и почти всички сухоземни биотопи съдържат микроорганизми, растения и животни. Те установяват следната особеност: колкото по-голяма е разликата в две съседни биоценози, толкова по-разнородни са условията на техните граници. Установено е също, че изобилието на определена група организми в даден биотоп до голяма степен зависи от техния размер. С други думи, колкото по-малък е индивидът, толкова по-голямо е изобилието на този вид. Установено е също, че групи от живи същества с различни размери живеят в биотоп в различни мащаби на времето и пространството. Така, кръговат на животанякои едноклетъчни протичат в рамките на един час, а голямо животно - в рамките на десетилетия.

Брой видове

Във всеки биотоп се разграничава група от основни видове, най-многобройни във всеки размерен клас. Именно връзките между тях са определящи за нормалния живот на биоценозата. Тези видове, които преобладават по численост и продуктивност, се считат за доминиращи в тази общност. Те го доминират и са ядрото на този биотоп. Пример за това е тревната синя трева, която заема максималната площ на пасище. Тя е основният продуцент на тази общност. В най-богатите биоценози почти винаги всички видове живи организми са малко на брой. Така че дори в тропиците рядко се срещат няколко еднакви дървета в една малка област. Тъй като такива биотопи се отличават с висока стабилност, огнища на масово размножаване на някои представители на флората или фауната в тях са редки.

Всички видове общности съставляват нейното биоразнообразие. Биотопът има определени принципи. Като правило се състои от няколко основни вида, характеризиращи се с високо изобилие и голям бройредки видове, характеризиращи се с малък брой представители. Това биоразнообразие е в основата на равновесното състояние на дадена екосистема и нейната устойчивост. Благодарение на него в биотопа възниква затворен цикъл на биогени ( хранителни вещества).

Изкуствени биоценози

Биотопите се образуват не само естествено. В живота си хората отдавна са се научили да създават общности със свойства, които са полезни за нас. Примери за създадена от човека биоценоза:

• изкуствени канали, резервоари, езера;
• пасища и ниви за култури;
• пресушени блата;
• възобновяеми градини, паркове и горички;
• полезащитни горски насаждения.

В процеса на ежедневието не всеки човек забелязва взаимодействието си с различни хора.Бързайки на работа, малко вероятно е някой, освен може би професионален еколог или биолог, да обърне специално внимание на факта, че е пресякъл площад или парк. Е, мина и мина, какво от това? Но това вече е биоценоза. Всеки от нас може да си спомни примери за такова неволно, но постоянно взаимодействие с екосистемите, ако само се замислим. Ще се опитаме да разгледаме по-подробно въпроса какво представляват биоценозите, какво представляват и от какво зависят.

Какво е биоценоза?

Най-вероятно малко хора си спомнят, че са изучавали биоценози в училище. 7 клас, когато тази тема се преподава по биология, е останал далеч в миналото и се помнят съвсем различни събития. Припомнете си какво е биоценоза. Тази дума е образувана от сливането на две латински думи: "bios" - живот и "cenosis" - общ. Този термин означава съвкупност от микроорганизми, гъби, растения и животни, живеещи на една и съща територия, взаимосвързани и взаимодействащи помежду си.

Всяка биологична общност включва следните компоненти на биоценозата:

• микроорганизми (микробиоценоза);
• растителност (фитоценоза);
• животни (зооценоза).

Всеки от тези компоненти играе важна роля и може да бъде представен от индивиди от различни видове. Все пак трябва да се отбележи, че фитоценозата е водещият компонент, който определя микробиоценозата и зооценозата.

Кога се появи тази концепция?

Концепцията за "биоценоза" е предложена от немския хидробиолог Мьобиус в края на 19 век, когато той изучава местообитанията на стридите в Северно море. По време на изследването той установи, че тези животни могат да живеят само в строго определени условия, характеризиращи се с дълбочина, скорост на течението, соленост и температура на водата. Освен това Мьобиус отбеляза, че строго определени видове морски растения и животни живеят на една и съща територия заедно със стридите. Въз основа на получените данни през 1937 г. ученият въвежда понятието, което разглеждаме, за да обозначи асоциацията на групи от живи организми, живеещи и съжителстващи на една и съща територия, поради историческо развитиевидове и дълго Съвременната концепция за "биоценоза" биологията и екологията тълкуват малко по-различно.

Класификация

Днес има няколко признака, според които биоценозата може да бъде класифицирана. Примери за класификация въз основа на размер:

• макробиоценоза (море, планини, океани);
• мезобиоценоза (блато, гора, поле);
• микробиоценоза (цвете, стар пън, лист).

Също така, биоценозите могат да бъдат класифицирани в зависимост от местообитанието. Следните три вида са признати за основни:

• морски;
• сладководни;
• земята.

Всяка от тях може да бъде разделена на подчинени, по-малки и локални групи. По този начин морските биоценози могат да бъдат подразделени на бентосни, пелагични, шелфови и други. Сладководните биологични общности са речни, блатни и езерни. Сухоземните биоценози включват крайбрежни и вътрешни, планински и равнинни подтипове.

Най-простата класификация на биологичните общности е разделянето им на естествени и изкуствени биоценози. Сред първите има първични, образувани без човешко влияние, както и вторични, които са претърпели промяна поради влиянието на природни стихии или дейността на човешката цивилизация. Нека разгледаме по-отблизо техните характеристики.

Естествени биологични общности

Естествените биоценози са сдружения на живи същества, създадени от самата природа. Такива общности са природни системи, които се формират, развиват и функционират според свои собствени специални закони. Германският еколог В. Тишлер идентифицира следните характеристики, които характеризират такива образувания:

1. Общностите възникват от готови елементи, които могат да действат като представители определени видове, както и цели комплекси.

2. Отделни части от общността могат да бъдат заменими. Така един вид може да бъде изместен и напълно заменен от друг, който има сходни изисквания към условията на съществуване, без негативни последици за цялата система.

3. Поради факта, че интересите към биоценозата различни видовеса противоположни, тогава цялата надорганизмова система се основава и съществува благодарение на балансирането на сили, насочени противоположно.

Освен това в биологичните общности има едификатори, тоест животински или растителни видове, които създават необходимите условия за живота на други същества. Така например в степните биоценози перушината е най-мощният едификатор.

За да се оцени ролята на даден вид в структурата на биологичната общност, се използват показатели, базирани на количествено отчитане, като изобилие, честота на срещане, индекс на разнообразие на Шанън и наситеност на видовете.

Какво е биоценоза.

Тази дума е образувана от сливането на две латински думи: "bios" - живот и "cenosis" - общ. Този термин означава съвкупност от микроорганизми, гъби, растения и животни, живеещи на една и съща територия, взаимосвързани и взаимодействащи помежду си. Всяка биологична общност включва следните компоненти на биоценозата: микроорганизми (микробиоценоза); растителност (фитоценоза); животни (зооценоза). Всеки от тези компоненти играе важна роля и може да бъде представен от индивиди от различни видове. Все пак трябва да се отбележи, че фитоценозата е водещият компонент, който определя микробиоценозата и зооценозата.

Изкуствените биоценози се създават, поддържат и контролират от човека. Професор Б.Г. Йохансен въвежда в екологията понятието антропоценоза, тоест естествена система, изкуствено създадена от хора, например обществена градина, терариум или аквариум. Сред изкуствените биоценози се разграничават агробиоценози (агроценози) - общности, създадени от човека за получаване на всякакви продукти. Те включват: резервоари; канали; езера; пресушени блата; пасища; ниви за отглеждане на различни култури; полезащитни горски пояси; изкуствено възобновени горски насаждения. Характерни особеностиагроценозите са: Такива изкуствени системи са екологично доста нестабилни и без човешко участие агроценозите на зеленчукови и зърнени култури ще продължат около една година, агробиоценозите на многогодишните треви ще продължат около три години. Най-стабилните биоценози са изкуствените овощни култури, тъй като без човешко влияние те могат да съществуват няколко десетилетия. агрофитоценозата като основа на живота; липса на саморегулация на системата; ниско видово разнообразие; доминиране на домашни животни или култивирани растения; получаване на допълнителна подкрепа от човек (контролиране на плевели и вредители, торене и др.); невъзможността за дълго съществуване без човешко участие. Все пак трябва да се отбележи, че дори и най-бедните агроценози по отношение на видовото разнообразие съдържат десетки видове организми, принадлежащи към различни екологични и систематични групи. Всяко поле, засято от човек с фуражни или селскостопански култури, е биоценоза, обитавана от различни живи организми. Примери са поле с ръж или пшеница, където освен основната култура "живеят" и плевели; и различни насекоми (както вредители, така и техните антагонисти); и много микроорганизми и безгръбначни.

Градски екосистеми - екосистеми на населени места. По своята структура това са сложни системи, съдържащи, в допълнение към действителните жилищни сгради, структури, които обслужват човек (промишлени предприятия, транспорт и пътища, паркове и др.). Значителна част от населението на света живее в градовете (около 75%). Процесът на увеличаване на броя на градските селища, водещ до растеж и развитие на градовете, се нарича урбанизация. Големият град променя почти всички компоненти на природната среда - атмосфера, растителност, почва, релеф, хидрографска мрежа, Подпочвените води, почви и дори климат. Климатичните условия в градовете се различават значително от околните райони. Разликите в температурата, относителната влажност и слънчевата радиация между града и околностите му понякога са съизмерими с движението в естествени условия с 20 ° по географска ширина. Метеорологичният режим на града се влияе от следните фактори: промяната в албедото (отражателната способност) на земната повърхност води до нагряване на сградите и конструкциите в града и образуването на "топлинен остров".

Средната температура на въздуха в голям град обикновено е по-висока от температурата на околните райони с 1-2, през нощта - 6-8°C; в града скоростта на вятъра значително намалява, което води до образуване на огнища с високи концентрации на замърсители във въздуха; замърсяването на атмосферата с различни примеси, допринася за образуването на антропогенен аерозол, което води до рязко намаляване на количеството слънчева радиация (инсолация), навлизаща в земната повърхност с 15%, ултравиолетова радиация - средно с 30%, допринася до увеличаване на честотата на мъглите - средно 2-5 пъти, увеличаване на облачността и вероятността от валежи.

Увеличаването на валежите над града е за сметка на други райони, увеличавайки сухотата на провинцията; намаляването на средната стойност на изпарението от земната повърхност води до значително намаляване на влажността на въздуха през зимата с 2%, през лятото с 20-30%. Проблемът на съвременните големи градове се изостря от острата липса на природни и пространствени ресурси. Ето защо трябва да се отдаде голямо значение на градоустройството. Планирането на населените места (градоустройството) се разбира като клон на архитектурата, който разглежда въпросите за комплексното подреждане на жизненото пространство на ниво региони, групи от населени места и отделни градове и селища от градски тип. AT последните годинисе появява посоката на екологичното планиране, в която доминират екологичните изисквания - екологична архитектура. Екологичната архитектура се стреми максимално да вземе предвид екологичните и социално-екологичните нужди на конкретен човек от неговото раждане до старост. Съвременни формиПространствената организация и концентрацията на производството позволяват да се изолират най-агресивните по отношение на околната среда и хората икономически обекти и да се направят ценни природни комплекси по-достъпни.

За това те се развиват функционални зони. Жилищната (жилищна) зона е предназначена за настаняване на жилищни райони, обществени центрове (административни, научни, образователни, медицински и др.), Зелени площи. Той забранява изграждането на промишлени, транспортни и други предприятия, които замърсяват околната среда. Жилищната зона е разположена от наветрената страна за преобладаващите ветрове, както и нагоре по течението на реките по отношение на промишлени и селскостопански предприятия с технологични процеси, които са източник на вредни и неприятно миришещи вещества, изпускани в околната среда. В райони с противоположна посока на преобладаващите ветрове през летния и зимния период на годината, жилищните райони са разположени отляво и отдясно на посочените посоки на вятъра по отношение на промишлените предприятия.

Промишлената зона е предназначена за настаняване индустриални предприятияи свързани обекти. Промишлените зони се формират, като се вземат предвид производствените, технологичните, транспортните, санитарно-хигиенните и функционалните изисквания. Най-вредните предприятия, включително експлозивни и пожароопасни, са разположени далеч от жилищния район, освен това от подветрената страна, т. по такъв начин, че преобладаващите ветрове да духат от жилищната зона към индустриалната зона. Промишлени зони с предприятия, които замърсяват повърхността на водата, са разположени надолу по течението на реката под жилищните и развлекателни зони. За да се подобрят процесите на разпръскване на емисиите в атмосферата, предприятията се разполагат на по-високи височини, като по този начин се увеличава действителната височина на емисиите. Напротив, предприятията със замърсени промишлени обекти трябва да бъдат разположени на по-ниски височини от жилищната зона и зоната за отдих, за да се избегне отмиването на замърсяването с дъждовна вода в жилищната зона.

Санитарно-охранителната зона е предназначена да намали отрицателното въздействие на промишлените и транспортни съоръжения върху населението. Тази зона от пространство и растителност е специално разпределена между промишлените предприятия и района, където живее населението. Санитарно-охранителната зона осигурява място за безопасно разпръскване на опасни производствени отпадъци. Ширината на санитарно-охранителната зона се определя и изчислява въз основа на научни материали според моделите на разпространение на замърсяването на въздуха, наличието на процеси на самопречистване в атмосферата, както и нормите за пределно допустими концентрации на замърсители.

В съответствие с екологичните изисквания най-малко 40% от санитарно-охранителната зона трябва да бъде озеленена. Обществената складова зона е предназначена за разполагане на търговски складове, складове за съхранение на зеленчуци и плодове, предприятия за транспортни услуги (депа, паркинги), предприятия за потребителски услуги (перални и химическо чистене) и др. Обществената складова зона се намира извън жилищната зона, често на територията на санитарно-охранителните зони на промишлените предприятия. Външната транспортна зона служи за разполагане на транспортните комуникации на пътнически и товарни гари, пристанища, яхтени пристанища и др.

Жилищното застрояване на градове и други населени места се препоръчва да бъде отделено от железопътните линии със санитарно-охранителна зона с ширина 100 m, от ръба на платното на високоскоростни пътища и товарен трафик до червената линия на жилищното застрояване най-малко 50 m. , или допълнително да се изградят шумозащитни или горски пояси. Зоната за отдих включва градски и регионални паркове, горски паркове, спортни комплекси, плажове, вилни селища, курорти, туристически обекти.

Особено място сред възможните въздействия в съвременните жилищни райони заемат въздействията, свързани с промени във физическите параметри. Физическото замърсяване е замърсяване, причинено от промяна на физическите параметри на околната среда: температура и енергия (топлинна), вълна (светлинно, шумово и електромагнитно замърсяване), радиация (радиационно и радиоактивно замърсяване). Топлинното замърсяване се образува от човешка употреба допълнителна енергияизкопаеми горива. Под въздействието на допълнителна топлина настъпват промени в хидрохимичния състав подземни води(засоляване на почвите), нарушения на микробиологичните и почвопоглъщащите комплекси, деградация и промени във видовия състав на растителността.

Нарушение на геоложката среда се наблюдава в градските райони до дълбочина 10-30 м. Повишаването на температурата повишава тяхната филтрираща способност, намалява вискозитета, пластичността и влагоемкостта. Опасни геоложки процеси и явления се проявяват предимно в условията на вечна замръзналост: термично потъване, термокарст, солифлукция, деградация на вечна замръзналост, заледяване и вдигане на слана.

С повишаване на температурата в тялото на хората и животните се ускорява абсорбцията на вредни вещества и навлизането им в кръвта, което води до бързо развитие на токсичния процес, повишава чувствителността към отравящия ефект на отровите, метаболитни нарушения, функционално състояние нервна система. Светлинното замърсяване е изсветляването на нощното небе от изкуствени източници на светлина, чиято светлина се разсейва в ниските слоеве на атмосферата. Понякога това явление се нарича още лек смог.

Светлинното замърсяване засяга цикъла на растеж и развитие на много растения. Обичайните източници на бяла светлина с висок дял на спектрална синя светлина пречат на ориентацията на много видове нощни насекоми и също така ги заблуждават прелетни птициопитвайки се да летят около центровете на цивилизацията. Въздействието на светлинното замърсяване върху хронобиологията на човешкото тяло не е напълно разбрано. Възможно е да има отклонения в хормоналния баланс, тясно свързани с възприемания цикъл на деня и нощта.

Шумовото замърсяване. Естествените природни звуци не влияят на екологичното благополучие на човек: шумоленето на листата и измереният звук на морския прибой съответстват на около 20 dB. Звуковият дискомфорт се създава от антропогенни източници на шум с високи (повече от 60 dB) нива на шум, които предизвикват множество оплаквания. Нива на шум под 80 dB не причиняват опасност за слуха, при 85 dB започва известна загуба на слуха, а при 90 dB тежка загуба на слуха; при 95 dB вероятността от загуба на слуха е 50%, а при 105 dB загуба на слуха настъпва при почти всички лица, изложени на шум. Ниво на шум от 110-120 dB се счита за праг на болка, а повече от 130 dB е разрушителна граница за органа на слуха.Допустимият шум от трафика в близост до стените на къщите не трябва да надвишава 50 dB през деня и 40 dB през нощта, и общо ниво на шум в жилищните помещения - 40 dB през деня и 30 dB през нощта.

За намаляване на шума по пътя на неговото разпространение се предприемат различни мерки: организиране на необходимите териториални пропуски, рационално планиране и развитие на територията, използване на терена като естествени екрани, шумозащитно озеленяване.

Електромагнитно замърсяване. Електромагнитните полета (ЕМП) са един от постоянните елементи на околната среда на човека и всички живи същества, под които е протичала многовековната еволюция на организмите.

Така в периоди на магнитни бури се увеличава броят на сърдечно-съдовите заболявания. Постоянните магнитни полета в ежедневието се създават от различни промишлени инсталации, някои устройства и др.

Най-мощните източници на електромагнитно излъчване са телевизионни и радиостанции, радарни станции, линии за предаване на електрически ток над - и свръхвисоко напрежение на големи разстояния.

Преносът на електроенергия, извършван от главни електропроводи (TL) с напрежение над 500 kV, създава проблем с биологичното действие, поради което се препоръчва да се създадат линии с право на преминаване по тези структури с ширина 60-90 m. , се контролира напрегнатостта на електрическото поле в жилищни помещения, при пресичане на електропроводи с магистралии т.н.

За осигуряване на санитарно-хигиенните стандарти за качество на градската среда е необходимо да се създаде екологична рамка - система от обединени и пресичащи се части от природата с различни размери, чиято неразривна връзка позволява поддържане на екологичния баланс и жизнения околна среда, биологично разнообразие.

Основата на тази рамка са зелените площи. Зелените растения играят огромна роля в обогатяването на околната среда с кислород и абсорбирането на получения въглероден диоксид.

Световната здравна организация (СЗО) смята, че на 1 гражданин трябва да се падат 50 м2 градски зелени площи и 300 м2 извънградски. Зелените площи подобряват микроклимата на градската зона, предпазват почвата, стените на сградите, тротоарите от прекомерно прегряване, повишават влажността на въздуха, улавят прахови частици, утаяват фини аерозоли и абсорбират газообразни замърсители.

Много растения отделят фитонциди - летливи вещества, които могат да убиват патогенните бактерии или да потискат тяхното развитие. Добре предпазвайте прилежащите територии от шумови влияния. Благоприятен ефект върху психичното и емоционално състояниечовек.

За да се повиши ефективността на въздействието на зелените площи върху микроклимата на прилежащите територии, в градовете се препоръчва създаването на зелени ивици с ширина 75-100 м на всеки 400-500 м. Естетическата стойност на градските пейзажи се увеличава от естествени и изкуствени водни площи.

Хармоничното съчетание на водно огледало с крайбрежна зеленина прави тези кътчета на природата привлекателни за всички жители на града.

Екосистемите са едно от ключовите понятия на екологията, която е система, която включва няколко компонента: общност от животни, растения и микроорганизми, характерно местообитание, цяла система от взаимоотношения, чрез които се осъществява обменът на вещества и енергии.

В науката има няколко класификации на екосистемите. Едната от тях разделя всички известни екосистеми на два големи класа: естествени, създадени от природата, и изкуствени, създадени от човека. Нека разгледаме всеки от тези класове по-подробно.

естествени екосистеми

Както беше отбелязано по-горе, естествените, естествени екосистеми са се образували в резултат на действието на природните сили. Те се характеризират с:

• Тясна връзка между органичните и неорганичните вещества
• Пълен, порочен кръг на циркулацията на веществата: започвайки от появата на органична материя и завършвайки с нейното разпадане и разлагане на неорганични компоненти.
• Устойчивост и способност за самолечение.

Всички природни екосистеми се определят от следните характеристики:

• 1. видова структура: броят на всеки вид животно или растение се регулира от природните условия.
  2. Пространствена структура: всички организми са подредени в строга хоризонтална или вертикална йерархия. Например в горска екосистема нивата са ясно разграничени, във водна екосистема разпределението на организмите зависи от дълбочината на водата.
  3. Биотични и абиотични вещества. Организмите, които изграждат една екосистема, се делят на неорганични (абиотични: светлина, въздух, почва, вятър, влажност, налягане) и органични (биотични – животни, растения).
  4. От своя страна биотичният компонент е разделен на производители, потребители и разрушители. Производителите включват растения и бактерии, които с помощта на слънчева светлина и енергия създават органична материя от неорганични вещества. Консуматорите са животни и месоядни растения, които се хранят с тази органична материя. Разрушителите (гъбички, бактерии, някои микроорганизми) са венецът на хранителната верига, тъй като те произвеждат обратния процес: органичните вещества се превръщат в неорганични вещества.

Пространствените граници на всяка природна екосистема са много условни. В науката е обичайно тези граници да се определят от естествените контури на релефа: например блато, езеро, планини, реки. Но като цяло всички екосистеми, които съставляват биообвивката на нашата планета, се считат за отворени, тъй като взаимодействат с околната среда и космоса. В най-общ вид картината изглежда така: живите организми получават енергия, космически и земни вещества от околната среда, а на изхода - седиментни скали и газове, които в крайна сметка отиват в космоса.

Всички компоненти на естествената екосистема са тясно свързани помежду си. Принципите на тази връзка се формират с години, понякога векове. Но затова те стават толкова стабилни, тъй като тези връзки и климатичните условия определят видовете животни и растения, които живеят в тази област. Всеки дисбаланс в естествената екосистема може да доведе до нейното изчезване или затихване. Такова нарушение може да бъде например обезлесяването, унищожаването на популация от определен вид животни. В този случай хранителната верига незабавно се нарушава и екосистемата започва да се „проваля“.

Между другото, привеждане допълнителни елементив екосистемите също може да го наруши. Например, ако човек започне да отглежда животни в избраната екосистема, които първоначално не са били там. Ярко потвърждение за това е развъждането на зайци в Австралия. Отначало беше печелившо, защото в такава плодородна среда и отлично за разплод климатични условия, зайците започнаха да се размножават с невероятна скорост. Но накрая всичко се срина. Безброй орди от зайци опустошиха пасищата, където пасяха овцете. Броят на овцете започнал да намалява. Човек получава много повече храна от една овца, отколкото от 10 заека. Този случай дори влезе в поговорката: „Зайците изядоха Австралия“. Необходими бяха невероятни усилия на учените и големи разходи, преди да успеят да се отърват от популацията на зайците. Не беше възможно да се унищожи напълно популацията им в Австралия, но броят им намаля и вече не застрашаваше екосистемата.

изкуствени екосистеми

Изкуствените екосистеми са съобщества от животни и растения, които живеят в условия, създадени за тях от човека. Те се наричат ​​още нообиогеоценози или социоекосистеми. Примери: поле, пасище, ​​град, общество, космически кораб, зоопарк, градина, изкуствено езерце, резервоар.

от най-много прост примеризкуствена екосистема е аквариум. Тук местообитанието е ограничено от стените на аквариума, притокът на енергия, светлина и хранителни вещества се извършва от човека, той също така регулира температурата и състава на водата. Първоначално се определя и броят на жителите.

Първа характеристика: всички изкуствени екосистеми са хетеротрофни, т.е. консумиране на готова храна. Вземете например град, една от най-големите екосистеми, създадени от човека. Тук огромна роля играе притокът на изкуствено създадена енергия (газопровод, електричество, храна). В същото време такива екосистеми се характеризират с висок добив на токсични вещества. Тоест тези вещества, които в естествената екосистема по-късно служат за производството на органична материя, често стават неизползваеми в изкуствените.

Друг отличителна чертаизкуствени екосистеми – отворен цикъл на метаболизма.Да вземем за пример агроекосистемите – най-важните за човека. Те включват ниви, овощни градини, зеленчукови градини, пасища, ферми и други земеделски земи, върху които човек създава условия за извеждане на потребителски продукти. Част от хранителната верига в такива екосистеми се изважда от човек (под формата на реколта) и следователно хранителната верига се разрушава.

Третата разлика между изкуствените екосистеми и естествените е техният недостиг на видове.. Всъщност човек създава екосистема в името на отглеждането на един (рядко няколко) вида растения или животни. Например в пшенично поле се унищожават всички вредители и плевели, отглежда се само пшеница. Това дава възможност да се получи най-добрата реколта. Но в същото време унищожаването на "нерентабилните" за хората организми прави екосистемата нестабилна.

Сравнителна характеристика на естествени и изкуствени екосистеми

По-удобно е да се представи сравнение на естествени екосистеми и социо-екосистеми под формата на таблица: