Биоценоз

Чем биоценоз отличается от агроценоза и экосистемы

Агроценоз — это система, которую создал человек для своих нужд. Видовой состав и отношения между организмами в биоценозе формируются на протяжении долгого времени. В агроценозе всегда господствует искусственный отбор. Люди создают искусственные единства для того, чтобы вырастить сельскохозяйственные культуры или животных. Биоценозы получают извне только солнечную энергию, продуктивность агроценоза всегда можно повысить за счет мелиорации, внесения удобрений.

Научная литература дает схожее объяснение терминам «биоценоз» и «экосистема», поэтому их часто взаимозаменяют. Жизнедеятельность организмов в каждой экосистеме возможна при постоянной выработке энергии. Различают простые и сложные, искусственно созданные и природные экосистемы.

Зона широколиственных лесов России

Широколиственные леса России занимают территорию, по форме напоминающую треугольник. Вершина его находится у подножия Уральских гор, а основание – у западных рубежей страны. Массивы широколиственных деревьев характерны в основном для европейской части: юг Центральной России, регионы Средней Волги.

Богатства этих массивов определяются разнообразием произрастающих здесь видов деревьев и растений. Удивительно, но именно эти леса наиболее распространены в большинстве регионов нашей страны благодаря своей приспособленности к быстро изменяющимся погодным условиям и температурному режиму.

Зона широколиственных лесов в пределах России, и особенно, ее Европейской части, широко освоена человеком с древних времен и нуждается в особой охране от антропогенного воздействия ее растительного и животного мира.

Типы организмов по их роли в биоценозе

Основой любого биоценоза являются трофические связи, осуществляющиеся живыми организмами. Соответственно по типу питания можно выделить три группы существ: автотрофы и гетеротрофы, а также миксотрофы.

1. К группе автотрофов относят организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества. Питание автотрофов заключается в потреблении солнечного света и неорганических веществ. Эти организмы являются создателями биологической продукции в экосистеме, поэтому их относят к продуцентам.В пищевой цепи продуценты всегда являются начальным звеном.

Какие организмы относят к продуцентам? Конечно же, это зеленые растения, у которых есть органы фотосинтеза – листья.

Появление автотрофов на земле способствовало обогащению атмосферы самым необходимым газом– кислородом. Соответственно, роль продуцентов состоит не только в производстве биологической продукции, но и в выработке кислорода, используемого другими существами для дыхания.

2. Потребителями готового вещества в процессе питания являются гетеротрофы. К ним относятся все животные, грибы и большая часть бактерий. По способу питания гетеротрофы подразделяются на несколько категорий: консументы, детритофаги и редуценты.
3. Консументы являются потребителями органического вещества живых организмов. К ним принадлежат животные. В пищевой цепи различают несколько типов консументов, познакомимся с ними на схеме.

1. Детритофаги – организмы, питающиеся мертвыми органическими веществами. К этим гетеротрофам принадлежат различные гнилостные бактерии, грибы, черви, личинки насекомых и другие организмы.
2. Редуценты завершают работу детритофагов, способствуя разложению останков продуцентов и консументов. Редуцентами в экосистеме считаются бактерии и низшие грибы. В пищевой цепи редуценты являются последним, завершающим звеном.

Существование всех этих групп организмов невозможно друг без друга. Отсутствие продуцентов в экосистеме, привело бы к недостатку кислорода и к гибели консументов от удушья. Отсутствие готовых, синтезированных продуцентами органических веществ явилось бы причиной гибели растительноядных, а затем и плотоядных консументов.

Если бы на планете не было животных, то уменьшилось бы количество углекислого газа, что создало бы трудности для процесса фотосинтеза. Однако существование всех живых организмов вряд ли бы было возможным без детритофагов и редуцентов. Детритофаги выполняют функцию очищения биоценоза и способствуют образованию почвы.Редуценты в процессе разложения освобождают вещества, необходимые для питания растений. Таким образом, все эти группы тесно взаимосвязаны между собой.

Следует остановиться еще на одной группе организмов, миксотрофах, которые способны осуществлять питание автотрофным и гетеретрофным способами. Примерами миксотрофов можно считать некоторые группы бактерий, растения-паразиты, а также насекомоядные растения.

Понятие биоценоза

Типы взаимоотношений между организмами в биоценозе

Понятие о биоценозе появилось в науке не так давно, в 1877 году. Карл Мебиус в Северном море занимался изучением разведения устриц на отмелях, чтобы понять, как повысить их продуктивность. Им было установлено, что устрицы не живут сами по себе, а формируют сообщество с другими морскими существами. Причем на них воздействуют и факторы неживой природы, такие как соленость, а также температура воды. Также происходит борьба за существование и регуляция численности видов. После проведенных исследований Карл Мебиус ввел понятие биоценоз.

Биоценоз представляет собой исторически сложившуюся устойчивую совокупность популяций всех организмов, приспособленных к совместному существованию на однородном участке территории.

Понятия биоценоз и экосистема связаны друг с другом – они являются частями биосферы. Однако, следует помнить, что экосистема – это более обширное понятие, а биоценоз является ее составной частью.

Охарактеризуем понятие биоценоза как одной из составляющих экосистемы.

Живые организмы в биоценозе тесно взаимосвязаны между собой, то есть существуют определенные взаимоотношения. Связь с другими организмами выступает как необходимое условие питания и размножения, возможностей защиты, смягчения неблагоприятных условий среды и т.д.

В связи с этими потребностями организмов, можно выделить несколько типов взаимоотношений:

1. Основными в биоценозе считаются трофические или пищевые связи. Благодаря этим взаимоотношениям между организмами поддерживается круговорот веществ в экосистеме, осуществляются все процессы жизнедеятельности существ. Любой вид организма, размножаясь, не только обеспечивает свое существование, но и является источником пищи другим видам.

В биоценозе часто встречается такая трофическая связь как хищник-жертва, при которой одни виды потребляют живую пищу. К примеру, лисица может питаться рыбой, грызунами и другими животными. По отношению к ним она будет хищником.

Не все организмы питаются живой пищей, есть те, кто потребляет остатки растений или мертвых животных. К примеру, жук-могильщик закапывает в почву останки животных, после чего ими питаются их личинки.

Жук-могильщик Источник

Такие закономерные пищевые отношения между существами формируют трофическую структуру биоценоза.

2. Топические связи в биоценозе связаны с местообитанием существ. Так, один вид организмов способен служить местом для поселения другого вида.

Примером таких топических связей в биоценозе считается паразитизм. Различают временный и постоянный паразитизм. Из названия понятно, что временные паразиты используют другие существа в течение короткого срока, то есть когда им необходим источник пищи.  

Постоянные паразиты способны длительное время существовать в теле другого организма. Причем хозяин является единственным местом обитания, соответственно с его гибелью происходит и смерть паразита.

Помимо паразитизма, различают и другие примеры топических связей в биоценозе. Для гнездования птицы используют ветви деревьев, дупла, пни, заросли кустарников и травянистых растений.

Обыкновенный ремез строит свое гнездо на ветвях березы Источник

И не только птицы используют растения как жилище, но и различные насекомые, мелкие млекопитающие.

3. Вступая в форические связи, организм одного вида способствует перемещению другого вида в биоценозе и за его пределами. Существует две разновидности таких взаимоотношений между организмами. Познакомимся с ними на рисунке.

Эти связи распространены в природе и являются выгодными одному организму, при этом не оказывают вреда другому.

4. При фабрических связях в биоценозе происходит использование одними организмами других для строительства жилья. К примеру, бобры используют растительный материал при изготовлении плотин и хаток.

Птицы для строительства гнезд используют различный материал: ветки деревьев, травянистые растения, шерсть животных, пух других птиц и т.д.

Взаимодействия организмов имеют сложный характер, зависят от многих факторов и способны по-разному протекать в неодинаковых условиях.

Биоценоз пустыни

Для растительности пустынь характерны ксерофильные деревья и кустарники с мелкой, иногда чешуевидной листвой, и сильно развитой корневой системой (саксаулы, акации). 

Особенно распространены суккулентные растения, свойства которых заключаются в накапливании запасов воды (кактус).

Бодрствование по ночам — такой образ жизни лучше всего подходит для беспозвоночных организмов, так они защищаются от перегрева. Альтернативный вариант – обитание в почвенном ярусе, где находятся большие запасы питания в виде подземных растений. 

Мелкие виды живут и питаются в норках грызунов. В пустыне очень много насекомых – жуки, навозники, скарабеи, муравьи, клопы.

Условия для жизни пресмыкающихся более широки. Высокая температура здесь играет небольшую роль. Ведь не отменено преобладание пустынных ящериц и змей, которые в большинстве своем не переносят продолжительное время температуру выше 40 градусов.

Вариант 1

А1. Биоценоз — это

1) исторически сложившаяся совокупность обитающих на одной территории популяции растений, животных, грибов и микроорганизмов
2) почва и климат, определяющие характер сообщества
3) взаимосвязь видов, последовательно извлекающих органические вещества и энергию из исходного вещества
4) живые организмы одного вида, живущие на одной территории и свободно скрещивающиеся друг с другом

А2. Экосистема — это

1) почва и климат, определяющие характер сообщества
2) единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания
3) целостная саморегулирующаяся биологическая система, образованная живыми организмами, обитающими на данной территории
4) совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории

А3. Элементарной структурой биосферы являются

1) популяции животных
2) сорта растений
3) сообщества растений
4) экосистемы

А4. Английский ученый А. Тенсли ввел в науку термин

1) биоценоз
2) экосистема
3) агроэкосистема
4) биогеоценоз

А5. Биогеоценоз — это

1) почва и климат, определяющие характер сообщества
2) целостная саморегулирующаяся биологическая система, образованная живыми организмами, обитающими на данной территории
3) совокупность живых организмов одного вида, живущих на одной территории и свободно скрещивающихся друг с другом
4) однородный участок земной поверхности с определенным составом живых организмов и компонентами неживой природы, характеризующийся относи­ тельной устойчивостью и саморегуляцией

А6. Зооценоз — это

1) грибы и бактерии биоценоза
2) растительные сообщества, составляющие биоценоз
3) травоядные и плотоядные животные биоценоза
4) организмы, минерализующие органические остатки

А7. Микробиоценоз — это

1) хищные животные биоценоза
2) растительные сообщества, составляющие биоценоз
3) организмы, минерализующие органические остатки
4) единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания

В1. Выберите три правильных ответа.

К абиотическим компонентам экосистемы относятся

1) кислотность почвы
2) консументы
3) редуценты
4) продуценты
5) рельеф
6) влажность воздуха

В2. Численность популяций зависит от

1) успехов создания новых сортов растений и пород животных
2) количества пищи
3) климатических условий
4) уровня хищничества, паразитизма и конкуренции
5) наличия переходных форм
6) нейтрализма

С1. Иногда в результате длительного применения на по­ лях ядохимикатов наблюдается резкое увеличение численности насекомых-вредителей. Назовите три причины, способствующие росту этому явлению.

Видовая структура биоценоза

Данная структура подразумевает наличие разнообразных видов организмов, их количество и общую массу. Богатство и бедность биоценоза определяется численностью и разнообразием обитающих в нем видов.

К примеру, на местах с девиацией (уклонением от нормы) условий внешней среды заметно сильное обеднение. Единичные особи способны выжить при неблагоприятном окружающем воздействии. Невелико видовое разнообразие и в местах с постоянным или негативным вмешательством (разрушение территории посредством затопления и уничтожения руками человека).

Биоценозы делят на естественные и искусственные. Естественный исторически складывается с течением многих лет. Поэтому более молодой биоценоз отличается более скудными видовыми характеристиками. 

Человек также не может собрать большое многообразие видов на одной территории. Поэтому искусственные биоценозы также не отличаются широким разнообразием обитателей.

Плотность обитания зависит и от природных климатических условий. Чем благоприятней среда, тем выше концентрация организмов на одной территории.

Структура биоценоза

Видовая структура характеризует разнообразие и численность представителей разных групп в конкретном биологическом единстве. Различают богатые и бедные биоценозы. В любом из них есть доминанты, формирующие его внешний облик. Доминантные виды, без которых невозможно существование остальных организмов, называются эдификаторами. С их сокращением меняется сам биоценоз.

Пространственная структура

Пространственная структура характеризуется распределением растений. Ярусами называют вертикальную структуру сообщества, каждый из них обладает неповторимыми характеристиками. Древесный ярус представлен высокими деревьями. Их листва хорошо пропускает солнечные лучи, которые ловит второй ярус деревьев, подпологовый. В условиях затенения образуется ярус подлеска, представителями которого являются кустарники и низкорослые деревца. Ярус подроста представлен молодыми деревьями, которые в перспективе могут вырасти до первого яруса. Лесные травы и многолетние растения формируют травяно-кустарничковый ярус. Почву покрывает собой мохово-лишайниковй ярус. Пространственная структура растений влияет на видовой состав животных.

Экологическая структура

Экологическая структура выражена определенным соотношением экологических групп организмов, которые выполняют в биоценозе определенные функции. Количество всех живых существ зависит от неорганической среды.

Трофическая структура

Трофическая структура характеризуется пищевым взаимоотношением различных видов. Автотрофные организмы питаются органическими веществами, которые сами и создают. Гетеротрофы используют в качестве источника энергии готовые органические соединения животного и растительного происхождения.

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. А состоящая из них вертикальная структура биоценоза называется ярусностью.

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.

Растительные ярусы создают микроклимат для существования других видов. Каждый растительный ярус заселяется определенными видами животных и микроорганизмов. Ярусы отличаются друг от друга совокупностью экологических условий, составом видов растений, животных и микроорганизмов. В каждом ярусе складывается своя система связей и взаимоотношений между компонентами.

Большинство видов приспособлено к конкретным ярусам. Но некоторые виды в силу различных обстоятельств занимают в разное время жизни разные ярусы. Их называют внеярусными видами. Например, нельзя отнести к конкретному ярусу лианы, лишайники, некоторые виды мхов и паразитов.

В наземных биоценозах различают надземную и подземную ярусность. Ярусы нумеруются римскими цифрами. Первым считается самый удаленный от уровня почвы ярус (как надземный, так и подземный). Наиболее четко ярусность выражена в лесных биоценозах. В них фитоценозы образованы различными жизненными формами растений. Там представлены деревья, кустарники, кустарнички, однолетние и многолетние травы, мхи, лишайники, грибы, занимающие разное положение относительно уровня почвы.

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 ярус представлен 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.

Структура биоценоза

Формирование сообщества осуществляется за счет межвидовых связей, которые определяют структуру, то есть упорядоченное строение биоценоза.

Структура биоценоза заключается в определенном расположении его составных частей и взаимосвязи между ними.

Так как биоценоз как система состоит из отдельных элементов, то можно выявить несколько видов структур биоценоза.

1. Трофическая структура биоценоза заключается в пищевых отношениях между организмами.

К примеру, насекомые употребляют в пищу зеленые растения, в свою очередь насекомыми питаются различные земноводные. Представители земноводных используются как корм птицами и некоторыми млекопитающими. Такие последовательности в питании принято называть пищевыми цепями. На них более подробно остановимся в следующих пунктах.

2. Видовая структура биоценоза заключается в числе видов организмов и их разнообразии. Видовой состав биоценозов неодинаковый, так как разные виды имеют различные требования к среде.

Соответственно, биоценозы могут быть бедные и богатые видами живых существ. К примеру, ледяные пустыни и тундра характеризуются суровыми условиями среды, поэтому только немногие виды способны там выживать. Такие биоценозы имеют бедный видовой состав.

Тундра Источник

Богатое видовое разнообразие характерно для биоценозов с благоприятными условиями среды. К примеру, самым большим числом видов обладают тропические леса.

Тропический лес Источник

Виды, преобладающие в биоценозе по численности, называют доминантными. К примеру, в степях доминируют ковыли, в еловом лесу – ели.

Степь Источник

Кроме относительно небольшого числа видов-доминантов в состав биоценоза входит обычно множество малочисленных и даже редких форм, которые и создают его видовое богатство.

3.Распределение видов в пространстве обеспечивает пространственную структуру биоценоза. При этом существует определенная зависимость видовой и пространственной структуры биоценоза. В биоценозе с богатым видовым составом будет более сложная пространственная структура.

Можно выделить горизонтальное и вертикальное распределение видов в сообществе.

Горизонтальная пространственная структура характерна для всех биоценозов и получила название мозаичность. Заключается она в образовании различных микрогруппировок внутри сообщества. Различаются они видовым набором организмов, количественным соотношением видов. К примеру, формирование в лесу муравейников, скопление птиц в местах гнездовья. На степном участке могут встречаться небольшие заросли деревьев.

Лесостепь Источник

Обусловлено появление микрогруппировок многими причинами, например, почвенными условиями, особенностями биологии живых организмов и другими.

Основной фактор, определяющий вертикальное распределение растений по ярусам – количество света. Верхние ярусы сформированы растениями, более требовательными к свету. Очень хорошо просматривается ярусность в лесах.

Животные также приурочены к тому или иному ярусу растительности. К примеру, есть птицы, гнездящиеся только на земле (фазановые, тетеревиные), другие – в кустарниковом ярусе (дрозды, славки) или в кронах деревьев (коршуны, вороны).

Слайд 22Разделение экологических нишРазделение экологических ниш в результате межвидовой конкуренции между обитающими

совместно видами осуществляется в основном по трем направлениям:Пространственное размещение. Большой пестрый дятел ищет пропитание в основном на стволах деревьев, средний пестрый – на больших ветвях, а малый пестрый дятел – на ветках кроны.Пищевой рацион. Близкородственные виды животных характеризуются иногда различными пищевыми потребностями. Пищевые рационы пустынных ящериц состоят у одних видов преимущественно из муравьев, у других — из термитов, у третьих — из ящериц других видов.Распределение активности во времени. Разные типы суточной (у ласточек, летучих мышей) или сезонной (у некоторых видов ящериц, насекомых) активности.

Понятие биоценоза

Природа населена множеством живых существ. Животные или цветы не могут существовать отдельно. Каждый живой организм взаимодействует с отличным или себе подобным видом. Это взаимодействие обозначено наукой как биотический фактор среды.

Биоценотической средой называют совокупность всего живого, окружающего организм. Интересно, что многообразные представители всего живого на Земле создают сообщества и обитают лишь с теми видами, которым необходимы те же условия для благоприятного существования.

Другими словами, биоценоз построен так, что на одной территории обитают растения, животные, грибы и простейшие микроорганизмы, которым необходимы одинаковые условия среды. Сами организмы также являются частью окружающей среды какого-либо вида.

Определенную однородную территорию назвали биотопом. То есть участок какого-либо пространства (водоема, суши, моря) со стабильным воздействием климатических условий и внешней окружающей среды.

Биоценоз делится на несколько сообществ: зооценоз (животное сообщество), фитоценоз (растительное сообщество) и микробиоценоз (сообщество микроорганизмов).

Существуют различные виды данного понятия. Кратко о том, что они означают, показано в таблице:

Понятие «биоценоз» впервые в 1877-м году предложил К. Мебиус (немецкий гидробиолог). Ученый провел исследования в рамках наблюдений за обитанием устриц в Северном море. Исследования подтвердили, что устрицы приспособлены лишь к конкретным внешним условиям. А главное, совместно с ними можно заметить и других видов обитателей — моллюсков или ракообразных.

Каждый элемент биоценоза имеет непосредственное влияние на жизнедеятельность другого. Совместное проживание и благоприятное воздействие организмов друг на друга на единой территории складывались много веков.