Биоценозы и биогеоценозы

ТЕМА: Биоценозы и биогеоценозы
(основы синэкологии)
1. Понятие о биоценозе и биогеоценозе
2. Экологическая система
3. Структура экосистем
Понятие о биоценозе.
Термин биоценоз ( от лат. биос –
жизнь, ценоз – общий) предложен
К.Мебиусом в 1877г.
Биоценоз – это совокупность
популяций всех видов живых
организмов,
населяющих
определённую
географическую
территорию,
отличающуюся
от
других по химическому составу
почв, вод и др. физических
показателей.
Каждому биоценозу соответствует
зона с однородными абиотическими
экологическими
факторами,
называемыми биотопоп.
Биотоп
представляет
собой
естественное, достаточно однородное
жизненное пространство биоценоза.
Тесное
взаимодействие
между
биоценозом и биотопом основано на
постоянном
обмене
энергией,
веществом и информацией.
Состав биоценоза.
 Растительный компонент - представлен тем
или
иным
растительным
сообществом
-
фитоценозом.
 Животный компонент - зооценоз.
 Микробные биокомплексы - микробиоценозы.
Биогеоценоз – совокупность биоценоза и
биотопа.
Биоценоз дубравы
Биоценоз пруда
Взаимодействуя с компонентами биоценоза
почва и грунтовые воды образуют ЭДАФОТОП,
а атмосфера – КЛИМАТОП.
Компоненты,
относящиеся
к
неживой
природе, образуют косное единство – ЭКОТОП.
Относительно однородное по абиотическим
факторам
среды
пространство,
биоценозом, называется БИОТОПОМ.
занятое
БИОГЕОЦЕНОЗ
БИОТОП
Атмосфера
(климатоп)
Почво-грунт
(эдафотом)
Биоценоз
Растительность
(фитоценоз)
Животное
население
(зооценоз)
Микроорганизмы
(микробиоценоз)
Рис. 1. Структурная схема биогеоценоза (по В. Н. Сукачеву)
Приспособленность
биоценоза
выражается
к
в
организмов
совместной
жизни
определённом
сходстве
требований к важнейшим абиотическим
условиям
среды
и
отношениям друг с другом.
закономерным
Биоценоз и биотоп оказывают друг на
друга взаимное влияние, выражающееся
главным образом в непрерывном обмене
энергией,
как
между
двумя
составляющими, так и внутри каждой из
них.
Важнейшие особенности сложения систем
(В.Тишлер,1971)
Сообщества складываются из готовых
частей.
 Части сообщества заменяемы.
 Размеры
сообщества
определяются
внешними факторами.
 Сообщества основаны на количественной
регуляции численности одних видов другими.
 Сообщества часто имеют расплывчатые
границы.

Все живые организмы связаны между собой
энергетическими
отношениями,
поскольку
являются объектами питания других организмов.
По
участию
в
биогенном
круговороте веществ и биоценозе
имеются три группы организмов:
- продуценты;
- консументы;
- редуценты.
Продуценты (производители) – автотрофные
(самопитающиеся)
организмы,
способные
производить (синтезировать) сложные органические
вещества из простых неорганических соединений.
Существует два вида таких организмов:
фотосинтезироующие и хемосинтезирующие.
- Фотосинтезирующие организмы синтезируют
химические соединения из СО2, Н2О и минеральных
веществ, используя при этом солнечную энергию. К
таким организмам относятся зеленые растения,
водоросли и некоторые бактерии.
- Хемосинтезирующие организмы осуществляют
синтез органических соединений за счет энергии,
получаемой при окислении аммиака, сероводорода,
железа и т.д. хемосинтез наблюдается в подземных
условиях, в глубоководных зонах Мирового океана.
•Консументы
(лат. потреблять, расходовать) – гетеротрофные
организмы, потребляющие органическое вещество. произведенные
другими организмами.
Консументы бывают трех порядков:
растительноядные животные
плотоядные животные
всеядные животные
Консументы образуют трофические уровни (не
более 3-4).
Консументы I порядка – организмы, являющиеся
непосредственными
потребителями
первичной
органической продукции. В общем случае это
растительноядные животные (фитофаги). Часть пищи
они используют для обеспечения процессов
жизнедеятельности.
Оставшаяся
пища
трансформируется в новые органические вещества,
называемые часто вторичной продукцией.
Консументы II порядка – это животные с
плотоядным типом питания (зоофаги). Как правило,
к этой группе относят всех хищников независимо от
того, является ли жертва фитофагом или зоофагом.
Консументы III порядка – это животные –
паразиты и сверхпаразиты. В самом общем случае
паразитизм отличается от хищничества тем, что
паразит не убивает свою жертву (хозяина), а
длительное время питается за его счет и проживает в
нем или на нем.
Редуценты
это сапрофиты (обычно,
бактерии и грибы), питающиеся органическими
остатками мёртвых растений и животных
(детритом).
Детритом могут также питаться животные –
детритофаги, ускоряя процесс разложения
остатков
В конечном итоге вся жизнь на земле
существует за счет энергии солнечного
излучения,
которая
переводится
фотосинтезирующими
организмами
(автотрофами)
в
химические
связи
органических соединений. Все остальные
организмы получают энергию с пищей. Все
живые существа являются объектами питания
других,
т.е.
связаны
между
собой
энергетическими отношениями. Пищевые
связи в сообществах – это механизмы
передачи энергии от одного организма к
другому.
Пищевые цепи в наземных экосистемах
Пищевые связи в сообществах – это
механизмы передачи энергии от одного
организма к другому.
Различают следующие типы связей между
видами:
• трофические,
• топические,
• форические,
• фабрические.
Трофические связи возникают между
видами, когда один вид питается другим:
живыми особями, мертвыми остатками,
продуктами жизнедеятельности.
Трофическая связь может быть прямой и
косвенной.
Прямая связь проявляется при питании
львом живыми антилопами, гиен трупами зебр,
жуков-навозников крупных копытных и т.д.
Косвенная связь возникает при конкуренции
разных видов за один пищевой ресурс.
Топические связи проявляются в изменении
одним видом условий обитания другого вида.
Например, под хвойным лесом, как правило
отсутствует травянистый покров.
Форические связи возникают, когда один
вид участвует в распространении другого
вида. Перенос животными семян, спор,
пыльцы растений называется зоохорией, а
мелких особей – форезия.
Фабрические связи заключаются в то, что
один вид использует для своих сооружений
продукты выделения, мертвые остатки или даже
живых особей другого вида. Например, птицы
при постройке гнезд используют ветви деревьев,
траву, пух и перья других птиц.
Взаимодействие одного вида на другой может быть
положительным, отрицательным и нейтральным.
При этом возможны разные комбинации типов
воздействия.
Различают
нейтрализм,
протокооперацию,
мутуализм,
комменсализм,
хищницество, паразитизм, конкуренцию, аменсализм.
Внутри
экологической
системы
органические
вещества создаются автотрофными организмами
(например,
растениями).
Растения
поедают
животные, которых, в свою очередь, поедают другие
животные.
Такая последовательность называется пищевой
цепью, а каждое звено пищевой цепи называется
трофическим уровнем (греч. trophos «питание»).
Пищевые
или трофические цепи - это
последовательность разных видов организмов, по
которой вещество и энергия передаются с уровня на
уровень, поскольку одни организмы поедают другие
сосна
жук
короед
дятел
ястреб
Линейные пищевые цепи - большая редкость в
природе. Как правило, пищевые цепи в
экосистеме тесно переплетаются.
Совокупность пищевых связей в экосистеме
образует пищевые сети, в которых многие
консументы служат пищей нескольким членам
экосистемы. В то же время некоторые животные
могут принадлежать сразу к нескольким
трофическим уровням, так как питаются и
растительной, и животной пищей.
Пищевые цепи можно представить в виде
экологических пирамид. Переход одного
вещества и энергии с одного трофического
уровня на другой связан с потерями. На каждом
трофическом
уровне
большая
часть
поглощаемой
энергии
используется
на
поддержание
температурного
баланса
организма и на обеспечение протекания
биохимических реакций в самом организме.
Следующему организму в пищевой цепи будет
передано примерно 10% энергии, полученного
от предыдущего.
Различают три типа пирамид: пирамида чисел,
пирамида биомасс, пирамида энергий.
Пирамида
чисел
отражает
численность
организмов на каждом трофическом уровне.
Пирамида биомасс – это графическая модель
последовательного расположения биомасс популяций
естественных экологических систем на каждом
трофическом уровне (продуценты, консументы I
порядка и т.д.).
Пирамида энергии – численно характеризует
энергетические процессы в пищевых цепях.
Существуют два главных типа пищевых цепей пастбищные (или «выедания») и детритные (или
«разложения»).
Цепи питания
пастбищные
детритные
начинается
с живых
фотосинтезирующих
организмов
начинаются
с отмерших остатков
растений, трупов и
экскрементов животных
(детрита)
Пищевые цепи разделяются на два типа:
 Пастбищная пищевая цепь (цепь выедания)
 Детритная пищевая цепь
Составьте цепи питания
лиса
заяц
1
2
4
5
осина
3
7
дрозд
ястреб
листва
Ответ
312
6754
6
Дождевой
червь
Экологическая система
Организмы, популяции, биоценозы не могут
существовать без неорганической среды –
биотопа. Для живых организмов это не только
местообитание, но в той или иной мере
«сырьевая база». Таким образом, живая и
неживая природа образуют единое целое. Так
А. Тенсли 1935 г. предложил понятие
экосистема (экологическая система).
Экосистема – это любая совокупность
взаимодействующих живых организмов и
условий среды, функционирующая как единое
целое за счет обмена веществ, энергией и
информацией. Примеры экологических систем:
луг, лес, озеро, океан.
Экосистемы существуют везде - в воде и на
земле, в сухих и влажных районах, в холодных
и жарких местностях. Они по-разному
выглядят, включают различные виды растений
и животных.
Из-за невозможности определения числа
экосистем в биосфере, так как отсутствуют их
четкие границы, экологи изучают в основном
крупные экосистемы – биомы.
Биомы – это совокупность экосистем с
определенными климатическими условиями
и типом растительности, тесно связанных
потоком энергии, круговоротом веществ,
миграцией организмов и составляющих
географическое единство.
Выделяют три основные группы биомов:
сухопутные, морские и пресноводные.
Структура
экосистемы
многопланова.
Различают
видовую,
пространственную
и
экологическую структуры.
Видовая структура биоценоза
Для существования сообщества важна не только
величина численности организмов, но и видовое
разнообразие,
которое
является
основой
биологического разнообразия в природе.
Разнообразие в рамках вида – основа стабильности
и развития популяции, разнообразие между
видами – основа существования биоценоза.
Видовая
структура
биоценоза
характеризуется
видовым
разнообразием
и
количественным
соотношением видов, зависящих от ряда
факторов.
Богатство видового состава биоценоза
определяется либо относительным, либо
абсолютным числом видов и зависит от
возраста сообщества.
Различают α- и β- разнообразие.
αразнообразие
–
видовое
разнообразие в данной местности.
β- разнообразие – сумма всех видов
всех местообитаний в данном районе.
Экотон - наиболее благоприятные условия
для существования видов характерен для
переходных зон.
Доминантные виды – преобладающие по
численности.
Эдификаторы – виды без которых другие
существовать не могут.
Второстепенные виды – малочисленные и
даже редкие – их преобладание – это
гарантия устойчивого развития сообщества.
Пространственная структура экосистемы.
Популяции разных видов в экосистеме
распределены определенным образом образуют пространственную структуру.
Различают вертикальную и горизонтальную
структуры экосистемы.

Ярусность – вертикальное расслоение
биоценозов на равновысокие структурные
части.
Лес: выделяют 5-6 ярусов.

Группы насекомых приуроченных к
определённым ярусам
Геобий – обитатели почв
Герпетобий – наземного поверхностного слоя
Бриобий – мхового яруса
Филлобий – травостоя

Мозаичность – расчленённость биоценоза в



горизонтальном направлении.
Обилие вида – число особей данного
вида на единицу площади или объёма
занимаемого им пространства.
Степень доминирования – отношение
числа особей данного вида к общему
числу всех особей группировки.
Экологическая структура – соотношение
организмов разных экологических групп.
Биоценозы
со
сходной
экологической
структурой могут иметь разный видовой
состав. Это связано с тем, что одни и те же
экологические ниши могут быть заняты
сходными по экологии, но далеко не
родственными видами. Такие виды называются
замещающими или викарирующими.
Структурные единицы
Консорция - структурная единица биоценоза,
объединяющая автотрофные и гетеротрофные
организмы
на
основе
пространственных
(топических) и пищевых (трофических) связей.
Синузия - структурная часть в вертикальном
расчленении биоценоза, образованная сходными по
жизненной форме видами и ограниченная в
пространстве (или во времени).
Парацелла - структурная часть в горизонтальном
расчленении биоценоза, отличающаяся от других
частей составом и свойствами компонентов.