Біоценоз

Біогеоценоз — визначення, структура, властивості



Стійка система, в якій живі організми знаходяться в тісному зв’язку з неорганічними компонентами природного середовища та існують незалежно від впливу людини, називається біогеоценозом.

Цей термін має на увазі також замкнуту територію, на якій відбувається взаємодія, обов’язковий обмін енергією і існування колообігу речовин всередині обмеженого нею рослинного комплексу.

Біоценоз ставка

Біологічні поняття

Визначення “біогеоценоз” в біологію запропонував ввести радянський вчений В. Н. Сукачов в 1940 році. Академік не тільки запропонував використовувати цей термін, але і створив розгорнуту теорію про природні спільноти, обмежених власним ареалом.

Екологічне вчення, популярне на заході, використовує більш широке поняття “екосистема”, яке придумав англієць А. Тенслі.

Головна відмінність між термінами:

  • біогеоценоз є спільнотою рослин, тварин і абіотичних факторів, що складають єдиний рослинний комплекс, наприклад, листяний ліс або прісну водойму;
  • екосистема може описувати як процеси, що відбуваються в краплі води, так і охоплювати величезні площі природного середовища.

Агроценоз являє собою штучну екосистему. Вона створюється людьми, тому в ній не можуть сформуватися стійкі зв’язки, тоді як природні біогеоценози утворювалися протягом століть під впливом природного відбору та існують за рахунок тільки сонячної енергії. Штучний відбір здійснюється людьми та відрізняється додатковими енергетичними речовинами, якими вони постачають свої поля і плантації.

Біоценоз – більш вузьке поняття, що включає тільки сукупність всіх живих організмів, що населяють певний простір, і не враховує неорганічні компоненти навколишнього середовища.

Терміни «екосистема» і «біогеоценоз» можна вважати тотожними при біологічному описі лісів, лугів і степів. Природні спільноти, позбавлені фітоценозу (рослинності), є екосистемами. Можна сказати, що біогеоценоз – це завжди екосистема, але не в кожній екосистемі існує біогеоценоз.

Біогеоценози земної кулі

Показники і властивості

До неорганічних компонентів біогеоценозу (БГЦ) відносять склад атмосфери і ґрунту, температуру і тиск навколишнього середовища, вологість та інші гідрологічні параметри, під впливом яких живі організми набувають властиві їх виду риси.

Якщо в природні комплекси з повністю сформованою рослинністю втручається людина, то їх відновлення відбувається за законами, які визначають основними властивостями біогеоценозу. До них відносяться:

  • Цілісність. Полягає в забезпеченні сонячною енергією і поживними речовинами всіх живих організмів і безперервному перенесенні невикористаної їжі назад в колообіг речовин.
  • Стійкість. Здатність сформованого БГЦ витримувати впливу з боку зовнішнього середовища.
  • Саморегуляція. Підтримка чисельності живих істот в різних харчових ланцюжках на певному рівні.
  • Самовідтворення. Організми, складові БГЦ повинні бути здатні до розмноження для збереження і відтворення популяцій.
  • Зміна. Кількість організмів залежить від сезонних чергувань погодних умов.

Для нормального існування БГЦ повинні дотримуватися трьох показників.

Перший – видове розмаїття, під яким мається на увазі сукупність організмів всіх класів і груп, що мешкають в певному природному комплексі. Порушення будь-якого трофічного рівня (ланки в харчовому ланцюзі) впливає на всю систему.

Другий показник – щільність популяцій.

Вона знаходиться в прямій залежності від забезпеченості учасників харчуванням і характеризується продуктивністю БГЦ — його загальною біомасою, що складається з живої речовини всіх різновидів тварин і рослин, в нього входять.

Щоб екосистема вважалася БГЦ, вона повинна являти собою географічне утворення і бути однорідною за всіма параметрами:

  • мікроорганізмам, що населяють грантовий шар;
  • флорі і фауні;
  • рельєфу;
  • глибині залягання і режиму ґрунтових вод;
  • ґрунтоутворюючій породі.

Крім того, вид обміну речовин у кожного БГЦ особливий, властивий тільки йому.

Складові біоценозу

Структурний склад

Біогеоценоз складається з матеріальних тіл, які називаються його компонентами. Їх поділяють на 2 групи:

  • Живі або біотичні (біоценоз).
  • Косні або абіотичні речовини — сировина – екотоп, біотоп.

До останніх відносяться вуглекислий газ, вода, кисень та інше. Біотичні компоненти БГЦ можуть жити під землею або водою, вести наземний спосіб життя. Кожному з них відведено певне місце в харчовому ланцюзі (трофічний рівень), вони знаходяться в тісному взаємозв’язку один з одним і по-різному беруть участь в процесах обміну речовин.

У структуру біогеоценозу входять:

  • продуценти;
  • консументи;
  • редуценти.

Продуценти виконують роль перетворювачів сонячної енергії в органіку і мінерали, тобто забезпечують харчування мешканцям біогеоценозу. Це рослини, основним процесом в яких виступає фотосинтез. Вони є джерелом їжі для консументів, до яких відносяться травоїдні тварини, комахи і деяких різновиди паразитуючих рослин.

Консументи одних видів можуть вживати в їжу інші види консументів – великі хижаки нападають на травоїдних тварин, гризунів і дрібних хижаків.

Органічні залишки використовуються для харчування іншими тваринами або рослинами. Навіть на самого грізного хижака після смерті нападають редуценти — бактерії і грибки. Їх завдання – розкласти органіку до неорганічного стану. Таким чином, редуценти замикають коло взаємозв’язків між флорою і фауною.

Коротко схему БГЦ можна представити як передачу переробленої рослинами енергії Сонця тваринам, які перетворять її в органічні речовини.

Мікроорганізми, що мінералізують органіку, дають можливість представникам флори засвоювати сполуки азоту: рослинам засвоювати азот. У цьому колообігу беруть участь практично всі хімічні елементи, присутні на планеті.

Будова біоценозу

Взаємовідносини між компонентами

У кожному БГЦ існують складні зв’язки між учасниками, що носять розгалужений характер. Симбіоз і мутуалізм відносяться до взаємокорисних, оскільки в цих випадках обидві сторони отримують вигоду. Деякі учасники системи мають інші види або є по відношенню до них нахлібниками. Такі взаємини, коли перевага виявляється у одного організму без нанесення їм обом шкоди іншому, вважаються корисно нейтральними.

Якщо один учасник отримує користь за рахунок заподіяння шкоди іншому, то зв’язок є корисно шкідливою. У цю категорію входять паразитизм і хижацтво. Антагонізм і конкуренція, при яких організми ворогують один з одним, відносяться до взаємно шкідливих взаємодій.

Аменсалізм є нейтрально шкідливим зв’язком, а відносинами, від яких немає ні шкоди, ні користі обом сторонам, вважаються нейтральними.

Кожен вид взаємозв’язків – це обмежує фактор, що грає важливу роль для підтримки в БГЦ динамічної рівноваги.

Структура біогеноценозу

Механізм саморегуляції

Складній системі біогеоценозу, де кожен учасник процесу є важливим і необхідним, притаманний механізм саморегуляції, або динамічної рівноваги. Його дію легко зрозуміти на прикладі.

Якщо погодні умови припускають інтенсивне зростання рослин, то збільшується і кількість органічних поживних речовин, що викликає відчутне зростання популяцій тварин, споживачів рослинної їжі. Хижаки активно полюють, і кількість травоїдних зменшується, але розростається їх власна популяція.

Їжі стає недостатньо, і частина хижаків вимирає. В результаті екосистема повертається в стан рівноваги. Про стійкість БГЦ можна судити і за непрямими ознаками.

Динамічна рівновага характеризується видовою різноманітністю, широким життєвим простором, відсутністю антропогенного впливу, міжвидовою взаємодією у великому діапазоні.

Види структур біоценозу

Загальні риси та особливості біогеоценозів

Всі біогеоценози є довготривалими утвореннями, які складалися не одне століття. Вони мають між собою добре виражені відмінності за видовим складом рослинності, які завжди закономірні і зрозумілі з біологічної точки зору.

Існуючі в природі екосистеми мають природне походження. Типові приклади біогеоценозу – луг або степ. На них первинною ланкою в якості продуцента виступають лугові (степові) трави, переробні енергію Сонця.

Вторинною ланкою в ланцюзі харчування можуть бути чагарники та інші рослини, значення яких у виробництві глюкози для БГЦ невелика. Трави і чагарники стають їжею для птахів, дрібних звірів і комах, якими, в свою чергу, харчуються хижаки. Останки мертвих рослин і тварин потрапляють в ґрунт, де мікроорганізми їх переробляють до неорганічного стану.

На відміну від луків і степів, фітоценози листяних лісів розділені на декількох ярусів.

Високі дерева, як мешканці верхнього ярусу, мають набагато кращий доступ до сонячної енергії, ніж рослини, що живуть в тіні на низьких ярусах. Ще нижче чагарників і трав знаходиться шар опадів (сухе і гниле листя), в якому мешкають гриби. Для середовища проживання тварин в листяному лісі теж характерна ярусність. Приклади фітоценозів:

  • різнотравні луки та дубняки;
  • злакові луки;
  • лишайникові;
  • широколисті ліси.

Цікавий варіант біогеоценозу – ставок. Його учасники живуть у воді, над водою і на дні водойми.

Рослинність ставка представлена класом водоростей, частина з яких постійно знаходиться під водою, а частина плаває на поверхні. Ними харчуються різноманітні представники фауни:

  • риби;
  • ракоподібні;
  • черевоногі;
  • комахи.

Хижакам неважко знайти собі здобич, а мікроорганізми живуть не тільки в придонних ґрунтах, але і в товщі води.

Класифікація біоценозів

Штучні системи

Прикладами рукотворних БГЦ можуть виступати агробіоценози, організація яких здійснюється в процесі господарської діяльності людини, а їх стан характеризується рядом антропогенних факторів. В аграрному секторі до них відносяться:

  • види посівного матеріалу;
  • успішність боротьби з бур’янами;
  • знищення шкідників;
  • склад і кількість добрив;
  • способи поливу.

Штучні біокомплекси без людської участі швидко вироджуються – занедбані посіви заростають бур’янами, піддаються навалі активно розмножуються шкідників і в підсумку гинуть. Під час цього відбувається зміна властивостей БГЦ — без антропогенного фактора він втрачає здатність до саморегуляції і стійкості.

Властивості біогеоценозів

Умови формування біогеноценозів

На відміну від штучних, що виникають за короткий час, формування природних триває набагато довше і іноді досягає сотень і тисяч років. Учасникам необхідно довго пристосовуватися один до одного, а висока стійкість визначається стабільним характером взаємодії між учасниками БГЦ.

Динамічна рівновага в таких системах може порушитися тільки в результаті масштабних природних катаклізмів, значних техногенних катастроф або грубого антропогенного втручання, пов’язаного з руйнуваннями в біосфері.

Незважаючи на те, що природним БГЦ властива стійкість, їх властивості з часом можуть змінюватися, перетворюючись з одних в інші.

Іноді реорганізація відбувається швидко, наприклад, в разі обміління і заростання невеликих водойм, які за короткий час перетворюються в болота або повністю пересихають.

В інших випадках БГЦ змінюється протягом тривалого періоду. Наприклад, скельні породи поступово заростають мохами, на них з’являються тріщини, заповнені гумусом. У ньому починає з’являтися інша рослинність, ще більше руйнує скельну породу. В результаті змінюється загальний ландшафт, який заселяють нові представники фауни.

Таким чином, властивості біогеоценозу без антропогенного впливу змінюються поступово, але неухильно, і тільки людина здатна різко збільшити швидкість цих змін, що досить часто приносить шкоду екології.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *