Биогеоценозы
Рассмотренный нами на экскурсии такой вид природного
сообщества, как дубрава является одним из наиболее сложных среди
наземных биогеоценозов. Ну, во-первых, что такое биогеоценоз?
Биогеоценоз – это комплексы взаимосвязанных видов (популяций разных
видов) , обитающих на определенной территории с более или менее
однородными условиями существованиями. Это определение понадобится
для пользования в дальнейшем. Дубрава – это совершенная и устойчивая
экологическая система, способная при неизменных внешних условиях
существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов
растений и несколько тысяч видов животных. Понятно, что при таком
разнообразии видов, населяющих дубраву, поколебать устойчивость
данного биогеоценоза, истребив один или несколько видов растений или
животных, будет сложно. Сложно, потому что в результате длительного
сосуществования видов растений и животных из разрозненных видов они
стали единым и совершенным биогеоценозом – дубравой, которая, как уже
было сказано выше, способна при неизменных внешних условиях
существовать веками.
Основные компоненты биогеоценоза и связи между ними; растения –
главное звено в экосистеме
Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют
зеленые растения, которые, как известно, являются производителем
органического вещества (продуцентами) . А так как в биогеоценозе
обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные –
потребители живого органического вещества (консументы) и, наконец,
разрушители органических остатков – преимущественно микроорганизмы,
которые доводят распад органических веществ до простых минеральных
соединений (редуценты) , то не трудно догадаться, почему растения
являются главным звеном в экосистеме. А потому, что в биогеоценозе все
потребляют органические вещества, или соединения образующиеся после
распада органических веществ и ясно, что если растения – главный
источник органического вещества исчезнут, то жизнь в биогеоценозе
практически исчезнет.
Круговорот веществ в биогеоценозе. Значение в круговороте растений,
использующих солнечную энергию
Круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие
существования жизни. Он возник в процессе становления жизни и
усложнялся в ходе эволюции живой природы. С другой стороны, чтобы в
биогеоценозе был возможен круговорот веществ, необходимо наличие в
экосистеме организмов, создающих органические вещества из
неорганических и преобразующие энергию излучения солнца, а также
организмов, которые используют эти органические вещества и снова
превращают их в неорганические соединения. Все организмы по способу
питания разделяются на две группы – автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы (преимущественно растения) для синтеза органических веществ
используют неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы
(животные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органическими
веществами, которые синтезировали автотрофы. Следовательно,
гетеротрофы зависят от автотрофов. В любом биогеоценозе очень скоро
иссякли бы все запасы неорганических соединений, если бы они не
возобновлялись в процессе жизнедеятельности организмов. В результате
дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков
органические вещества превращаются в неорганические соединения,
которые возвращаются снова в природную среду и могут опять
использоваться автотрофами. Таким образом, в биогеоценозе в результате
жизнедеятельности организмов непрерывно осуществляется поток атомов
из неживой природы в живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для
круговорота веществ необходим приток энергии извне. Источником
энергии является Солнце. Движение вещества, вызванное деятельностью
организмов, происходит циклически, оно может быть использовано
многократно, в то время как поток энергии в этом процессе имеет
однонаправленный характер. Энергия излучения Солнца в биогеоценозе
преобразуется в различные формы: В энергию химических связей, в
механическую и, наконец, во внутреннюю. Из всего сказанного ясно, что
круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие существования
жизни и растения (автотрофы) в нем самое главное звено.
Разнообразие видов в биогеоценозе, приспособленность их к совместному
проживанию
Характерная черта дубравы заключается в видовом разнообразии
растительности. Как уже было сказано выше биогеоценоз дубравы
составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов
животных. Между растениями происходит усиленная конкуренция за
основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в
ней минеральными веществами. В результате длительного естественного
отбора у растений дубравы выработались приспособления, позволяющие
разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной
для дубравы ярусности. Верхний ярус образую наиболее светолюбивые
древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие
им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня, груша и др. Еще ниже
расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками:
лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т.п. Наконец на почве
произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более
теневыносливы образующие его растения. Ярусность выражена также в
расположении корневых систем. Деревья верхних ярусов обладают
наиболее глубокой корневой системой и могут использовать воду и
минеральные вещества из глубинных слоев почвы.
Пищевые связи, экологическая пирамида
Богатство и разнообразие растений, производящих громадное
количество органического вещества, которое может быть использовано в
качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных
потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных –
птиц и млекопитающих. Среди млекопитающих пищевую цепь, например,
составляют растительноядные мышевидные грызуны и зайцы, а также
копытные, за счет которых существуют хищники: волк, лисица, горностай,
ласка, куница. Все виды позвоночных служат средой обитания и
источником питания для различных внутренних паразитов,
преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних паразитов:
плоских и круглых червей, простейших, бактерий. Пищевые цепи в дубраве
переплетены в очень сложную пищевую цепь, поэтому выпадение какого-
нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю
систему. Значение разных групп животных в биогеоценозе неодинаково.
Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных
растительноядных копытных: оленей, косуль, лосей – слабо отразилось бы
на общей экосистеме, так как их численность, а, следовательно, биомасса
никогда не была большой и не играла существенной роли в общем
круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то
последствия были бы очень серьезными, так как насекомые выполняют
важную в биогеоценозе функцию опылителей, участвуют в разрушении
опада и служат основой существования многих последующих звеньев
пищевых цепей. Правилом экологической пирамиды называется следующая
закономерность: всегда количество растительного вещества, служащего
основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса
растительноядных животных, а масса каждого из последующих звеньев
пищевой цепи также уменьшается.
Популяции растений и животных; факторы, вызывающие изменения в
численности; саморегуляция в биогеоценозе
Популяцией в биологии называют совокупность свободно
скрещивающихся особей одного вида, которые длительно существуют в
определенной части ареала относительно обособленно от других
совокупностей того же вида. К факторам, вызывающим изменения в
численности популяций относятся следующие: охота (то есть деятельность
человек, направленная на убийство одной или нескольких особей с целью
получения шкуры, мяса или чисто спортивного интереса) , рыбалка (то же
самое, только на водном пространстве) . Но самый важный фактор – это
баланс рождаемости и гибели. В результате взаимных приспособлений
разных видов в биогеоценозе устанавливается определенный для каждого
вида уровень колебаний. Для одних видов колебания не велики, для других
могут быть значительными, и вид редкий в данном году, в следующем году
может стать обычным, или наоборот. К примеру, уменьшение пищи ведет к
уменьшению популяции. В следующем году пищи много – популяция
увеличивается. А увеличение популяции быстрыми темпами очень скоро
тормозится, так как резко увеличивается число паразитов. Очень часто на
численность влияет погода. Процесс саморегуляции в дубраве проявляется
в том, что все разнообразное население существует совместно, не
уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей
каждого вида определенным уровнем. К примеру, при отсутствии
ограничивающих факторов численность любого вида вредных насекомых
возросла бы очень быстро и привела ба к разрушению экологической
системы. Наблюдения показывают, что некоторая часть потомства погибает
под воздействием различных неблагоприятных условий погоды. Но
основную массу уничтожают другие члены биогеоценоза: хищные и
паразитические насекомые, птицы, болезнетворные микроорганизмы.
Таким образом жить остается столько особей, сколько необходимо для
регуляции в биогеоценозе. Ограничивающее действие экологической
системы все же не исключает полностью случаев массового размножения
отдельных видов, которое бывает связано с сочетанием благоприятных
факторов среды. Однако после массовой вспышки особенно интенсивно
проявляются регулирующие факторы (паразиты, болезнетворные бактерии
и др.) , которые снижают численность вредителей до средней нормы.
Изменения в биогеоценозе весной: в жизни растений и животных.
Весенние изменения в
жизни растений.
Весенние изменения в
жизни животных.
Еще не распустив листья
зацветают некоторые ивы, ольха,
лещина; на проталинах даже
сквозь снег пробиваются ростки
первых весенних растений. К
середине весны почти на всех
деревьях распускаются листья.
Период активного цветения у
растений и цветов. В общем,
растения оживают из зимнего
спокойствия.
Прилетают перелетные
птицы, появляются
перезимовавшие насекомые,
пробуждаются от зимней спячки
некоторые животные. Период
формирования пар и брачный
период.
Возможные направления изменения биогеоценоза
Любой биогеоценоз развивается и эволюционирует. Ведущее
значение в процессе смены наземных биогеоценозов принадлежит
растениям, но их деятельность неотделима от деятельности остальных
компонентов системы, и биогеоценоз всегда живет и изменяется как единое
целое. Смена идет в определенных направлениях, а длительность
существования различных биогеоценозов очень различна. Примером
изменения недостаточно сбалансированной системы может служить
зарастание водоема. Вследствие недостатка кислорода в придонных слоях
воды часть органического вещества остается неокисленной и не
используется в дальнейшем круговороте. В прибрежной зоне
накапливаются остатки водной растительности, образующие торфянистые
отложения. Водоем мелеет. Прибрежная водная растительность
распространяется к центру водоема, образуются торфяные отложения.
Озеро постепенно превращается в болото. Окружающая наземная
растительность постепенно надвигается на место бывшего водоема. В
зависимости от местных условий здесь может возникнуть осоковый луг, лес
или иной тип биогеоценоза. Дубрава тоже может превратится в иной тип
биогеоценоза. К примеру, после вырубки деревьев она может превратится в
луг, поле (агроценоз) или во что-то другое.
Влияние деятельности человека на биогеоценоз; мероприятия, которые
необходимо проводить в целях его охраны
Человек с недавних пор стал очень активно влиять на жизнь
биогеоценоза. Хозяйственная деятельность людей – мощный фактор
преобразования природы. В результате этой деятельности формируются
своеобразные биогеоценозы. К числу их можно отнести, например,
агроценозы, представляющие собой искусственные биогеоценозы,
возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека.
Примерами могут служить искусственно создаваемые луга, поля, пастбища.
Создаваемые человеком искусственные биогеоценозы требуют неустанного
внимания и активного вмешательства в их жизнь. Конечно, в
искусственных и естественных биогеоценозах много сходного и
различного, но на этом мы останавливаться не будем. Влияет человек и на
жизнь естественных биогеоценозов, но, конечно, не настолько сильно, как
на агроценозы. Примером могут служить лесничества, создаваемые для
высадки молодых деревьев, а также для ограничения охотничьего
промысла. Примером могут также служить заповедники и национальные
парки, создаваемые для охраны каких-то определенных видов растений и
животных. Создаются также массовые общества, пропагандирующие
сохранение и охрану окружающей среды, такие как общество “зеленых” и
т.п.
Вывод:
на примере экскурсионной прогулки по естественному биогеоценозу
– дубраве выяснили и разобрали, почему дубрава целостна и устойчива,
каковы основные компоненты биогеоценоза, какова их роль и какие
существуют между ними связи, разобрали также, почему круговорот
веществ в биогеоценозе – необходимое условие существования жизни,
выяснили также как все разнообразие видов, обитающих в дубраве не
конфликтует между собой, позволяя нормально развиваться друг – другу,
разобрали какие существуют пищевые связи в дубраве и разобрали такое
понятие как экологическая пирамида, обосновали факторы, вызывающие
изменение в численности и такое явление как саморегуляция, выяснили
какие происходят изменения в биогеоценозе весной и разобрали
возможные направления эволюции биогеоценоза, а также как человек
влияет на жизнь в биогеоценозах. В общем, на примере дубравы полностью
разобрали жизнь биогеоценозов.