Η έννοια των οικοσυστημάτων. Το δόγμα των βιογεωκαινώσεων

Η έννοια του «οικοσυστήματος» εισήχθη το 1935 από τον A. Tansley, έναν Άγγλο βοτανολόγο. Με αυτόν τον όρο όρισε κάθε συλλογή οργανισμών που ζουν μαζί, καθώς και το περιβάλλον τους. Ο ορισμός του δίνει έμφαση στην παρουσία αλληλεξάρτησης, σχέσεων, σχέσεων αιτίου-αποτελέσματος που υπάρχουν μεταξύ του αβιοτικού περιβάλλοντος και της βιολογικής κοινότητας, συνδυάζοντάς τα σε ένα συγκεκριμένο λειτουργικό σύνολο. Ένα οικοσύστημα, σύμφωνα με τους βιολόγους, είναι μια συλλογή από κάθε είδους πληθυσμούς διαφόρων ειδών που ζουν σε μια κοινή περιοχή, καθώς και το άψυχο περιβάλλον που τους περιβάλλει.

Η βιογεωκένωση είναι ένας φυσικός σχηματισμός που έχει ξεκάθαρα όρια. Αποτελείται από ένα σύνολο βιοκενόδων (ζωντανών όντων) που καταλαμβάνουν μια ορισμένη θέση. Για παράδειγμα, για τους υδρόβιους οργανισμούς αυτό το μέρος είναι νερό, για όσους ζουν στη στεριά είναι η ατμόσφαιρα και το έδαφος. Παρακάτω θα δούμε ποια θα σας βοηθήσουν να καταλάβετε τι είναι. Θα περιγράψουμε αυτά τα συστήματα λεπτομερώς. Θα μάθετε για τη δομή τους, τι είδη υπάρχουν και πώς αλλάζουν.

Βιογεωκένωση και οικοσύστημα: διαφορές

Σε κάποιο βαθμό, οι έννοιες «οικοσύστημα» και «βιογεωκένωση» είναι σαφείς. Ωστόσο, δεν συμπίπτουν πάντα σε όγκο. Η βιογεωκένωση και το οικοσύστημα σχετίζονται ως λιγότερο ευρεία και ευρύτερη έννοια. Ένα οικοσύστημα δεν συνδέεται με μια ορισμένη περιορισμένη περιοχή της επιφάνειας της γης. Αυτή η ιδέα μπορεί να εφαρμοστεί σε όλα τα σταθερά συστήματα μη ζωντανών και ζωντανών συστατικών στα οποία πραγματοποιείται εσωτερική και εξωτερική κυκλοφορία ενέργειας και ουσιών. Τα οικοσυστήματα, για παράδειγμα, περιλαμβάνουν μια σταγόνα νερού με μικροοργανισμούς μέσα, μια γλάστρα, ένα ενυδρείο, ένα βιοφίλτρο, μια δεξαμενή αερισμού και ένα διαστημόπλοιο. Δεν μπορούν όμως να ονομαστούν βιογεωκενόζες. Ένα οικοσύστημα μπορεί επίσης να περιέχει αρκετές βιογεωκαινώσεις. Ας δούμε μερικά παραδείγματα. Μπορούμε να διακρίνουμε βιογεωκαινώσεις του ωκεανού και της βιόσφαιρας στο σύνολό της, ήπειρο, ζώνη, εδαφοκλιματική περιοχή, ζώνη, επαρχία, περιφέρεια. Έτσι, δεν μπορεί να θεωρηθεί κάθε οικοσύστημα βιογεωκένωση. Αυτό το ανακαλύψαμε εξετάζοντας παραδείγματα. Αλλά κάθε βιογεωκένωση μπορεί να ονομαστεί οικολογικό σύστημα. Ελπίζουμε ότι τώρα καταλαβαίνετε τις ιδιαιτερότητες αυτών των εννοιών. Τα «βιογεωκένωση» και το «οικοσύστημα» χρησιμοποιούνται συχνά ως συνώνυμα, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει διαφορά μεταξύ τους.

Χαρακτηριστικά της βιογεωκένωσης

Πολλά είδη ζουν συνήθως σε οποιονδήποτε από τους περιορισμένους χώρους. Μεταξύ τους δημιουργείται μια σύνθετη και μόνιμη σχέση. Με άλλα λόγια, διαφορετικοί τύποι οργανισμών που υπάρχουν σε ένα συγκεκριμένο χώρο, που χαρακτηρίζονται από ένα σύνολο ειδικών φυσικών και χημικών συνθηκών, αντιπροσωπεύουν ένα πολύπλοκο σύστημα που παραμένει για λίγο πολύ καιρό στη φύση. Για να διευκρινίσουμε τον ορισμό, σημειώνουμε ότι μια βιογεωκένωση είναι μια κοινότητα οργανισμών διαφόρων ειδών (ιστορικά εγκατεστημένων), οι οποίοι συνδέονται στενά μεταξύ τους και με το περιβάλλον τους, την ανταλλαγή ενέργειας και ουσιών. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό μιας βιογεωκένωσης είναι ότι είναι χωρικά περιορισμένη και αρκετά ομοιογενής ως προς τη σύνθεση των ειδών των ζωντανών πλασμάτων που περιλαμβάνονται σε αυτήν, καθώς και στο σύμπλεγμα των διαφόρων Ύπαρξης ως αναπόσπαστο σύστημα εξασφαλίζει συνεχή παροχή ηλιακής ενέργειας σε αυτό το σύμπλεγμα. . Κατά κανόνα, το όριο μιας βιογεωκένωσης καθορίζεται κατά μήκος του ορίου μιας φυτοκένωσης (φυτική κοινότητα), που είναι το σημαντικότερο συστατικό της. Αυτά είναι τα κύρια χαρακτηριστικά του. Ο ρόλος της βιογεωκένωσης είναι μεγάλος. Στο επίπεδό του, συμβαίνουν όλες οι διαδικασίες ροής ενέργειας και κυκλοφορίας ουσιών στη βιόσφαιρα.

Τρεις ομάδες βιοκένωσης

Ο κύριος ρόλος στην αλληλεπίδραση μεταξύ των διαφόρων συστατικών του ανήκει στη βιοκένωση, δηλαδή στα έμβια όντα. Χωρίζονται ανάλογα με τις λειτουργίες τους σε 3 ομάδες - αποσυνθετές, καταναλωτές και παραγωγούς - και αλληλεπιδρούν στενά με τον βιότοπο (άψυχη φύση) και μεταξύ τους. Αυτά τα ζωντανά όντα ενώνονται από τις διατροφικές συνδέσεις που υπάρχουν μεταξύ τους.

Οι παραγωγοί είναι μια ομάδα αυτοτροφικών ζωντανών οργανισμών. Καταναλώνοντας την ενέργεια του ηλιακού φωτός και των ορυκτών από τον βιότοπο, δημιουργούν έτσι πρωτογενείς οργανικές ουσίες. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει ορισμένα βακτήρια, καθώς και φυτά.

Οι αποικοδομητές αποσυνθέτουν τα υπολείμματα νεκρών οργανισμών και επίσης διασπούν τις οργανικές ουσίες σε ανόργανες ουσίες, επιστρέφοντας έτσι ορυκτές ουσίες που «αφαιρούνται» από τους παραγωγούς στον βιότοπο. Αυτοί είναι, για παράδειγμα, ορισμένοι τύποι μονοκύτταρων μυκήτων και βακτηρίων.

Δυναμική ισορροπία του συστήματος

Τύποι βιογεωκενώσεων

Η βιογεωκένωση μπορεί να είναι φυσική και τεχνητή. Στους τύπους των τελευταίων περιλαμβάνονται οι αγροβιοκενώσεις και οι αστικές βιογεωκαινώσεις. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε καθένα από αυτά.

Φυσική βιογεωκένωση

Ας σημειώσουμε ότι κάθε φυσική βιογεωκένωση είναι ένα σύστημα που έχει αναπτυχθεί σε μεγάλο χρονικό διάστημα - χιλιάδες και εκατομμύρια χρόνια. Επομένως, όλα τα στοιχεία του «γειώνονται» μεταξύ τους. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι η αντίσταση της βιογεωκένωσης σε διάφορες αλλαγές που συμβαίνουν στο περιβάλλον είναι πολύ υψηλή. Η «δύναμη» των οικοσυστημάτων δεν είναι απεριόριστη. Οι βαθιές και απότομες αλλαγές στις συνθήκες διαβίωσης, η μείωση του αριθμού των ειδών των οργανισμών (για παράδειγμα, ως αποτέλεσμα της μεγάλης κλίμακας αλιείας εμπορικών ειδών) οδηγούν στο γεγονός ότι η ισορροπία μπορεί να διαταραχθεί και να καταστραφεί. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται μια αλλαγή στις βιογεωκενώσεις.

Agrobiocenoses

Οι αγροβιοκαινώσεις είναι ειδικές κοινότητες οργανισμών που αναπτύσσονται σε περιοχές που χρησιμοποιούνται από τους ανθρώπους για γεωργικούς σκοπούς (φυτεύσεις, καλλιέργειες καλλιεργούμενων φυτών). Οι παραγωγοί (φυτά), σε αντίθεση με τις φυσικές βιογεωκαινώσεις, αντιπροσωπεύονται εδώ από έναν τύπο καλλιέργειας που καλλιεργείται από τον άνθρωπο, καθώς και από έναν ορισμένο αριθμό ειδών ζιζανίων. Η ποικιλότητα (τρωκτικά, πτηνά, έντομα κ.λπ.) καθορίζει τη φυτική κάλυψη. Πρόκειται για είδη που μπορούν να τρέφονται με φυτά που αναπτύσσονται στην επικράτεια αγροβιοκαινόδων, καθώς και να βρίσκονται σε συνθήκες καλλιέργειάς τους. Αυτές οι συνθήκες καθορίζουν την παρουσία άλλων ειδών ζώων, φυτών, μικροοργανισμών και μυκήτων.

Η αγροβιοκύνωση εξαρτάται, πρώτα απ' όλα, από τις ανθρώπινες δραστηριότητες (λίπανση, μηχανική άροση, άρδευση, επεξεργασία με φυτοφάρμακα κ.λπ.). Η σταθερότητα της βιογεωκένωσης αυτού του είδους είναι ασθενής - θα καταρρεύσει πολύ γρήγορα χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι τα καλλιεργούμενα φυτά είναι πολύ πιο απαιτητικά από τα άγρια. Επομένως, δεν μπορούν να τους ανταγωνιστούν.

Αστικές βιογεωκαινώσεις

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι αστικές βιογεωκενώσεις. Αυτός είναι ένας άλλος τύπος ανθρωπογενούς οικοσυστήματος. Ένα παράδειγμα είναι τα πάρκα. Οι κυριότερες, όπως και στην περίπτωση των αγροβιοκαινώσεων, είναι ανθρωπογενείς. Η σύσταση του είδους των φυτών καθορίζεται από τον άνθρωπο. Τα φυτεύει και επίσης τα φροντίζει και τα επεξεργάζεται. Οι αλλαγές στο εξωτερικό περιβάλλον είναι πιο έντονες στις πόλεις - αύξηση της θερμοκρασίας (από 2 έως 7 ° C), συγκεκριμένα χαρακτηριστικά του εδάφους και της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, ένα ειδικό καθεστώς υγρασίας, φωτός και δράσης ανέμου. Όλοι αυτοί οι παράγοντες σχηματίζουν αστικές βιογεωκενώσεις. Αυτά είναι πολύ ενδιαφέροντα και συγκεκριμένα συστήματα.

Τα παραδείγματα βιογεωκένωσης είναι πολλά. Τα διαφορετικά συστήματα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη σύνθεση των ειδών των οργανισμών, καθώς και στις ιδιότητες του περιβάλλοντος στο οποίο ζουν. Παραδείγματα βιογεωκένωσης, στα οποία θα σταθούμε αναλυτικά, είναι ένα φυλλοβόλο δάσος και μια λιμνούλα.

Το φυλλοβόλο δάσος ως παράδειγμα βιογεωκένωσης

Τα φυλλοβόλα δάση είναι ένα πολύπλοκο οικολογικό σύστημα. Η βιογεωκένωση στο παράδειγμά μας περιλαμβάνει φυτικά είδη όπως βελανιδιές, οξιές, φλαμουριές, γαμήλια, σημύδες, σφεντάμια, σορβιές, λεύκες και άλλα δέντρα των οποίων τα φύλλα πέφτουν το φθινόπωρο. Πολλές από τις βαθμίδες τους ξεχωρίζουν στο δάσος: χαμηλά και ψηλά δέντρα, βρύα εδαφοκάλυψης, χόρτα, θάμνοι. Τα φυτά που κατοικούν στις ανώτερες βαθμίδες είναι πιο λατρεύουν το φως. Αντέχουν στις διακυμάνσεις της υγρασίας και της θερμοκρασίας καλύτερα από τους εκπροσώπους των κατώτερων επιπέδων. Τα βρύα, τα χόρτα και οι θάμνοι είναι ανθεκτικά στη σκιά. Υπάρχουν το καλοκαίρι στο λυκόφως που σχηματίζεται μετά το ξετύλιγμα των φύλλων των δέντρων. Τα απορρίμματα βρίσκονται στην επιφάνεια του εδάφους. Σχηματίζεται από ημι-αποσυντεθειμένα υπολείμματα, κλαδιά θάμνων και δέντρων, πεσμένα φύλλα και νεκρό γρασίδι.

Οι δασικές βιογεωκαινώσεις, συμπεριλαμβανομένων των φυλλοβόλων δασών, χαρακτηρίζονται από πλούσια πανίδα. Κατοικούνται από πολλά τρωκτικά, αρπακτικά (αρκούδα, ασβός, αλεπού) και εντομοφάγα τρωκτικά. Υπάρχουν επίσης δενδροκατοικούντα θηλαστικά (τσιπάκι, σκίουρος, λύγκας). Τα ζαρκάδια, οι άλκες και τα ελάφια ανήκουν στην ομάδα των μεγάλων φυτοφάγων. Οι κάπροι είναι ευρέως διαδεδομένοι. Τα πουλιά φωλιάζουν σε διαφορετικά στρώματα του δάσους: σε κορμούς, σε θάμνους, στο έδαφος ή στις κορυφές των δέντρων και σε κοιλότητες. Υπάρχουν πολλά έντομα που τρέφονται με φύλλα (για παράδειγμα, κάμπιες), καθώς και με ξύλο (σκαθάρια φλοιού). Εκτός από τα έντομα, τα ανώτερα στρώματα του εδάφους, καθώς και τα απορρίμματα, περιέχουν τεράστιο αριθμό άλλων σπονδυλωτών (τσιμπούρια, γαιοσκώληκες, προνύμφες εντόμων), πολλά βακτήρια και μύκητες.

Η λίμνη ως βιογεωκένωση

Ας εξετάσουμε τώρα μια λίμνη. Αυτό είναι ένα παράδειγμα βιογεωκένωσης, στην οποία το περιβάλλον διαβίωσης των οργανισμών είναι το νερό. Στα ρηχά νερά των λιμνών εγκαθίστανται μεγάλα αιωρούμενα ή ριζοφόρα φυτά (λιμβόχορτα, νούφαρα, καλάμια). Μικρά πλωτά φυτά κατανέμονται σε όλη τη στήλη του νερού, μέχρι το βάθος όπου διεισδύει το φως. Αυτά είναι κυρίως φύκια που ονομάζονται φυτοπλαγκτόν. Μερικές φορές υπάρχουν πολλά από αυτά, με αποτέλεσμα το νερό να γίνεται πράσινο και να "ανθίζει". Μια ποικιλία από γαλαζοπράσινα, πράσινα και διατομικά φύκια βρίσκονται στο φυτοπλαγκτόν. Οι γυρίνοι, οι προνύμφες των εντόμων και τα καρκινοειδή τρέφονται με υπολείμματα φυτών ή ζωντανά φυτά. Τα ψάρια και τα αρπακτικά έντομα τρώνε μικρά ζώα. Και τα φυτοφάγα και τα μικρότερα αρπακτικά ψάρια κυνηγούνται από μεγάλα αρπακτικά ψάρια. Οι οργανισμοί που αποσυνθέτουν την οργανική ύλη (μύκητες, μαστίγια, βακτήρια) είναι ευρέως διαδεδομένοι σε όλη τη λίμνη. Υπάρχουν ιδιαίτερα πολλά από αυτά στο βυθό, αφού τα υπολείμματα νεκρών ζώων και φυτών συσσωρεύονται εδώ.

Σύγκριση δύο παραδειγμάτων

Έχοντας συγκρίνει παραδείγματα βιογεωκένωσης, βλέπουμε πόσο διαφορετικά είναι τα οικοσυστήματα μιας λίμνης και ενός δάσους τόσο στη σύνθεση όσο και στην εμφάνιση των ειδών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι οργανισμοί που τα κατοικούν έχουν διαφορετικούς οικοτόπους. Σε μια λίμνη είναι νερό και αέρας, στο δάσος είναι χώμα και αέρας. Ωστόσο, οι λειτουργικές ομάδες των οργανισμών είναι του ίδιου τύπου. Στο δάσος, οι παραγωγοί είναι βρύα, χόρτα, θάμνοι και δέντρα. Υπάρχουν φύκια και πλωτά φυτά στη λίμνη. Στο δάσος, οι καταναλωτές περιλαμβάνουν έντομα, πουλιά, ζώα και άλλα ασπόνδυλα που κατοικούν στα απορρίμματα και στο έδαφος. Οι καταναλωτές στη λίμνη περιλαμβάνουν διάφορα αμφίβια, έντομα, καρκινοειδή, αρπακτικά και φυτοφάγα ψάρια. Στο δάσος, οι αποικοδομητές (βακτήρια και μύκητες) αντιπροσωπεύονται από χερσαίες μορφές και σε μια λίμνη - από υδρόβιες. Ας σημειώσουμε επίσης ότι τόσο η λιμνούλα όσο και το φυλλοβόλο δάσος είναι μια φυσική βιογεωκένωση. Δώσαμε παραδείγματα τεχνητών παραπάνω.

Γιατί οι βιογεωκαινώσεις αντικαθιστούν η μία την άλλη;

Η βιογεωκένωση δεν μπορεί να υπάρχει για πάντα. Αναπόφευκτα αργά ή γρήγορα θα αντικατασταθεί από άλλο. Αυτό συμβαίνει ως αποτέλεσμα αλλαγών στο περιβάλλον από ζωντανούς οργανισμούς, υπό την επίδραση του ανθρώπου, στη διαδικασία της εξέλιξης και με τις μεταβαλλόμενες κλιματικές συνθήκες.

Ένα παράδειγμα αλλαγής στη βιογεωκένωση

Ας εξετάσουμε, ως παράδειγμα, την περίπτωση που οι ίδιοι οι ζωντανοί οργανισμοί προκαλούν μια αλλαγή στα οικοσυστήματα. Αυτός είναι ο αποικισμός των βράχων με βλάστηση. Η διάβρωση των πετρωμάτων έχει μεγάλη σημασία στα πρώτα στάδια αυτής της διαδικασίας: μερική διάλυση ορυκτών και αλλαγές στις χημικές τους ιδιότητες, καταστροφή. Στα αρχικά στάδια, οι πρώτοι άποικοι παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο: φύκια, βακτήρια, γαλαζοπράσινα. Οι παραγωγοί είναι ελεύθερα φύκια και λειχήνες. Δημιουργούν οργανική ύλη. Τα γαλαζοπράσινα παίρνουν άζωτο από τον αέρα και το εμπλουτίζουν με αυτό σε ένα περιβάλλον που είναι ακόμα ακατάλληλο για κατοίκηση. Οι λειχήνες διαλύουν πέτρες με εκκρίσεις οργανικών οξέων. Συμβάλλουν στη σταδιακή συσσώρευση μεταλλικών θρεπτικών στοιχείων. Οι μύκητες και τα βακτήρια καταστρέφουν τις οργανικές ουσίες που δημιουργούνται από τους παραγωγούς. Τα τελευταία δεν είναι πλήρως μεταλλοποιημένα. Ένα μείγμα που αποτελείται από ορυκτές και οργανικές ενώσεις και φυτικά υπολείμματα εμπλουτισμένα με άζωτο συσσωρεύεται σταδιακά. Δημιουργούνται συνθήκες για την ύπαρξη θαμνωδών λειχήνων και βρύων. Η διαδικασία συσσώρευσης αζώτου και οργανικής ύλης επιταχύνεται και σχηματίζεται ένα λεπτό στρώμα εδάφους.

Δημιουργείται μια πρωτόγονη κοινότητα που μπορεί να υπάρξει σε αυτό το δυσμενές περιβάλλον. Οι πρώτοι άποικοι ήταν καλά προσαρμοσμένοι στις σκληρές συνθήκες των βράχων - άντεξαν τον παγετό, τη ζέστη και την ξηρότητα. Σταδιακά αλλάζουν τον βιότοπό τους, δημιουργώντας συνθήκες για τη δημιουργία νέων πληθυσμών. Μετά την εμφάνιση ποωδών φυτών (τριφύλλι, χόρτα, σπαθιά, λουλούδια κ.λπ.), ο ανταγωνισμός για θρεπτικά συστατικά, φως και νερό γίνεται πιο έντονος. Σε αυτόν τον αγώνα, οι πρωτοπόροι έποικοι αντικαθίστανται από νέα είδη. Οι θάμνοι εγκαθίστανται πίσω από τα βότανα. Συγκρατούν το αναδυόμενο χώμα μαζί με τις ρίζες τους. Οι δασικές κοινότητες αντικαθίστανται από κοινότητες χόρτων και θάμνων.

Κατά τη διάρκεια της μακράς διαδικασίας ανάπτυξης και αλλαγής της βιογεωκένωσης, ο αριθμός των ειδών των ζωντανών οργανισμών που περιλαμβάνονται σε αυτήν αυξάνεται σταδιακά. Η κοινότητα γίνεται πιο σύνθετη, γίνεται όλο και πιο διακλαδισμένη.Η ποικιλία των συνδέσεων που υπάρχουν μεταξύ των οργανισμών αυξάνεται. Η κοινότητα χρησιμοποιεί τους πόρους του περιβάλλοντος όλο και πληρέστερα. Έτσι μετατρέπεται σε ένα ώριμο, που είναι καλά προσαρμοσμένο στις περιβαλλοντικές συνθήκες και έχει αυτορρύθμιση. Σε αυτό, οι πληθυσμοί των ειδών αναπαράγονται καλά και δεν αντικαθίστανται από άλλα είδη. Η περιγραφόμενη μεταβολή των βιογεωκαινώσεων διαρκεί χιλιάδες χρόνια. Ωστόσο, υπάρχουν αλλαγές που συμβαίνουν μπροστά στα μάτια μιας μόνο γενιάς ανθρώπων. Για παράδειγμα, αυτή είναι η υπερανάπτυξη μικρών υδάτινων μαζών.

Έτσι, μιλήσαμε για το τι είναι η βιογεωκένωση. Τα παραδείγματα με τις περιγραφές που παρουσιάστηκαν παραπάνω δίνουν μια σαφή ιδέα για αυτό. Όλα όσα έχουμε μιλήσει είναι σημαντικά για την κατανόηση αυτού του θέματος. Τύποι βιογεωκενόζων, η δομή τους, τα χαρακτηριστικά, τα παραδείγματα - όλα αυτά θα πρέπει να μελετηθούν για να έχουμε πλήρη κατανόησή τους.

1. Η έννοια της βιογεωκαινολογίας και της βιογεωκαινολογίας

Στην καθημερινή του ζωή, ένα άτομο πρέπει συνεχώς να αντιμετωπίζει συγκεκριμένες περιοχές των φυσικών συμπλεγμάτων που τον περιβάλλουν: περιοχές αγρών, λιβαδιών, βάλτων και δεξαμενών. Οποιαδήποτε περιοχή της επιφάνειας της γης, ή φυσικό σύμπλεγμα, θα πρέπει να θεωρείται ως μια ορισμένη φυσική ενότητα, όπου όλη η βλάστηση, η πανίδα και οι μικροοργανισμοί, το έδαφος και η ατμόσφαιρα είναι στενά συνδεδεμένα και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αυτή η σχέση πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε οποιαδήποτε οικονομική χρήση των φυσικών πόρων (φυτών, ζώων, εδάφους κ.λπ.).

Φυσικά συμπλέγματα στα οποία έχει σχηματιστεί πλήρως η βλάστηση και τα οποία μπορούν να υπάρχουν από μόνα τους, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση, και αν κάποιος ή κάτι άλλο τα ενοχλήσει, θα αποκατασταθούν και σύμφωνα με ορισμένους νόμους. Τέτοια φυσικά σύμπλοκα είναι οι βιογεωκενόζες.

Οι πιο περίπλοκες και σημαντικές φυσικές βιογεωκενώσεις είναι τα δάση. Σε κανένα φυσικό σύμπλεγμα, κανένα είδος βλάστησης αυτές οι σχέσεις δεν εκφράζονται τόσο έντονα και τόσο πολύπλευρα όσο σε ένα δάσος.

Δάσοςαντιπροσωπεύει την πιο ισχυρή «ταινία της ζωής». Τα δάση διαδραματίζουν κυρίαρχο ρόλο στη σύνθεση της φυτικής κάλυψης της Γης. Καλύπτουν σχεδόν το ένα τρίτο της έκτασης του πλανήτη - 3,9 δισεκατομμύρια εκτάρια. Αν αναλογιστούμε ότι οι έρημοι, οι ημι-έρημοι και οι τούνδρες καταλαμβάνουν περίπου 3,8 δισεκατομμύρια εκτάρια και περισσότερα από 1 δισεκατομμύρια εκτάρια είναι απόβλητα, κτισμένα και άλλα μη παραγωγικά εδάφη, τότε γίνεται φανερό πόσο μεγάλη είναι η σημασία των δασών στη διαμόρφωση της φυσικής συμπλέγματα και τις λειτουργίες που επιτελούν ζωντανή ύλη στη Γη. Η μάζα της οργανικής ύλης που συγκεντρώνεται στα δάση είναι 1017–1018 τόνοι, δηλαδή 5–10 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα όλης της ποώδους βλάστησης.

Γι' αυτό δόθηκε και δίνεται ιδιαίτερη σημασία στις βιογεωκαινολογικές μελέτες δασικών συστημάτων και ο όρος «βιογεωκαινοποίηση» προτάθηκε από τον Ακαδημαϊκό Β.Ν. Σουκάτσεφ στα τέλη της δεκαετίας του '30. 20ος αιώνας σε σχέση με τα δασικά οικοσυστήματα. Ισχύει όμως σε σχέση με οποιοδήποτε φυσικό οικοσύστημα σε οποιαδήποτε γεωγραφική περιοχή της Γης.

Ορισμός της βιογεωκένωσης σύμφωνα με τον V.N. Sukachev (1964: 23)θεωρείται κλασικό - «... αυτό είναι ένα σύνολο ομοιογενών φυσικών φαινομένων σε μια ορισμένη έκταση της επιφάνειας της γης (ατμόσφαιρα, βράχος, βλάστηση, πανίδα και κόσμος των μικροοργανισμών, έδαφος και υδρολογικές συνθήκες), το οποίο έχει ιδιαίτερη ιδιαιτερότητα αλληλεπιδράσεις αυτών των συστατικών που το αποτελούν και ένα συγκεκριμένο είδος μεταβολισμού και ενέργειας: μεταξύ τους και με άλλα φυσικά φαινόμενα και αντιπροσωπεύουν μια εσωτερική αντιφατική ενότητα, σε συνεχή κίνηση και ανάπτυξη...»

Αυτός ο ορισμός αντικατοπτρίζει όλη την ουσία της βιογεωκένωσης, τα χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά που είναι εγγενή μόνο σε αυτήν:

η βιογεωκένωση πρέπει να είναι ομοιογενής από όλες τις απόψεις: ζωντανή και άψυχη ύλη: βλάστηση, πανίδα, πληθυσμός εδάφους, ανάγλυφο, μητρικό πέτρωμα, ιδιότητες εδάφους, καθεστώτα βάθους και υπόγειων υδάτων.

Κάθε βιογεωκένωση χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός ειδικού, μοναδικού τύπου μεταβολισμού και ενέργειας,

Όλα τα συστατικά της βιογεωκένωσης χαρακτηρίζονται από την ενότητα της ζωής και του περιβάλλοντος της, δηλ. τα χαρακτηριστικά και τα πρότυπα της δραστηριότητας της ζωής μιας βιογεωκένωσης καθορίζονται από τον βιότοπό της, επομένως, η βιογεωκένωση είναι μια γεωγραφική έννοια.

Επιπλέον, κάθε συγκεκριμένη βιογεωκένωση πρέπει:

Να είναι ομοιογενής στην ιστορία του.

Να είναι μια αρκετά μακροπρόθεσμη καθιερωμένη εκπαίδευση.

Σαφώς διαφέρουν ως προς τη βλάστηση από τις γειτονικές βιογεωκαινώσεις, και αυτές οι διαφορές πρέπει να είναι φυσικές και περιβαλλοντικά εξηγήσιμες.

Παραδείγματα βιογεωκαινώσεων:

Μικτό δάσος βελανιδιάς στους πρόποδες της παραληπτικής πλαγιάς της νότιας έκθεσης σε ορεινό καφέ-δάσος μεσαίου αργιλώδους εδάφους.

Χόρτο λιβάδι σε μια κοιλότητα σε αργιλώδη τυρφώδη εδάφη,

Ένα λιβάδι με μικτό γρασίδι σε μια πλημμυρική πεδιάδα ψηλού ποταμού σε μια πλημμυρική πεδιάδα, μεσοπηλώδες έδαφος,

Λειχήνα Λάριχου σε εδάφη Al-Fe-humus-podzolic,

Μικτό πλατύφυλλο δάσος με λιάνα βλάστηση στη βόρεια πλαγιά σε καστανά δασικά εδάφη κ.λπ.

Ένας απλούστερος ορισμός:«Η βιογεωκένωση είναι το σύνολο των ειδών και το σύνολο των συστατικών της άψυχης φύσης που καθορίζουν την ύπαρξη ενός δεδομένου οικοσυστήματος, λαμβάνοντας υπόψη τις αναπόφευκτες ανθρωπογενείς επιπτώσεις». Η τελευταία προσθήκη, λαμβάνοντας υπόψη την αναπόφευκτη ανθρωπογενή επίδραση, είναι ένας φόρος τιμής στη νεωτερικότητα. Επί εποχής Β.Ν. Ο Sukachev δεν χρειαζόταν να ταξινομηθεί ο ανθρωπογενής παράγοντας ως ο κύριος παράγοντας διαμόρφωσης περιβάλλοντος, όπως είναι τώρα.

Το πεδίο γνώσης για τις βιογεωκαινώσεις ονομάζεται βιογεωκαινολογία. Για να ελέγξετε τις φυσικές διεργασίες, πρέπει να γνωρίζετε τους νόμους στους οποίους υπόκεινται. Αυτά τα πρότυπα μελετώνται από διάφορες επιστήμες: μετεωρολογία, κλιματολογία, γεωλογία, εδαφολογία, υδρολογία, διάφορα τμήματα βοτανικής και ζωολογίας, μικροβιολογία κ.λπ. στις αλληλεπιδράσεις των συστατικών των βιογεωκαινώσεων μεταξύ τους και στην αποκάλυψη γενικών προτύπων που διέπουν αυτές τις αλληλεπιδράσεις.

Αντικείμενο μελέτης της βιογεωκαινολογίας είναι η βιογεωκαινολογία.

Αντικείμενο μελέτης της βιογεωκαινολογίας είναι η αλληλεπίδραση των συστατικών των βιογεωκαινώσεων μεταξύ τους και οι γενικοί νόμοι που διέπουν αυτές τις αλληλεπιδράσεις.

2. Συστατική σύνθεση βιογεωκενόζων

Τα συστατικά της βιογεωκένωσης όχι μόνο υπάρχουν δίπλα-δίπλα, αλλά αλληλεπιδρούν ενεργά μεταξύ τους. Τα κύρια και υποχρεωτικά συστατικά είναι η βιοκένωση και το οικοτόπιο.

Η βιοκένωση, ή βιολογική κοινότητα, είναι ένα σύνολο τριών συστατικών που ζουν μαζί: βλάστηση (φυτοκένωση), ζώα (ζωοκένωση) και μικροοργανισμοί (μικροβοκένωση).

Κάθε συστατικό αντιπροσωπεύεται από πολλά άτομα διαφορετικών ειδών. Ο ρόλος όλων των συστατικών: φυτών, ζώων και μικροοργανισμών στη βιοκένωση είναι διαφορετικός.

Έτσι, τα φυτά σχηματίζουν μια σχετικά σταθερή δομή της βιοκένωσης λόγω της ακινησίας τους, ενώ τα ζώα δεν μπορούν να χρησιμεύσουν ως δομική βάση της κοινότητας. Οι μικροοργανισμοί, αν και οι περισσότεροι δεν είναι προσκολλημένοι στο υπόστρωμα, κινούνται με χαμηλή ταχύτητα. το νερό και ο αέρας τα μεταφέρουν παθητικά σε σημαντικές αποστάσεις.

Τα ζώα εξαρτώνται από τα φυτά επειδή δεν μπορούν να δημιουργήσουν οργανική ύλη από ανόργανη ύλη. Ορισμένοι μικροοργανισμοί (τόσο όλοι πράσινοι όσο και αρκετοί μη πράσινοι) είναι αυτόνομοι από αυτή την άποψη, καθώς είναι ικανοί να κατασκευάζουν οργανική ύλη από ανόργανη ύλη χρησιμοποιώντας την ενέργεια του ηλιακού φωτός ή την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τις αντιδράσεις χημικής οξείδωσης.

Οι μικροοργανισμοί (μικρόβια, βακτήρια, πρωτόζωα) παίζουν μεγάλο ρόλο στην αποσύνθεση των νεκρών οργανικών ουσιών σε ανόργανες, δηλαδή σε μια διαδικασία χωρίς την οποία η κανονική ύπαρξη βιοκενόζων θα ήταν αδύνατη. Οι μικροοργανισμοί του εδάφους μπορούν να παίξουν σημαντικό ρόλο στη δομή των επίγειων βιοκαινώσεων.

Οι διαφορές (βιομορφολογικές, οικολογικές, λειτουργικές κ.λπ.) στα χαρακτηριστικά των οργανισμών που απαρτίζουν αυτές τις τρεις ομάδες είναι τόσο μεγάλες που οι μέθοδοι μελέτης τους διαφέρουν αισθητά. Ως εκ τούτου, η ύπαρξη τριών κλάδων γνώσης - φυτοκαινολογίας, ζωοκαινολογίας και μικροκοινολογίας, που μελετούν τις φυτοκαινώσεις, τις ζωοκαινώσεις και τις μικροβιοκαινώσεις, αντίστοιχα, είναι απολύτως θεμιτή.

Ecotop– τόπος ζωής ή βιότοπος μιας βιοκένωσης, ένα είδος «γεωγραφικού» χώρου. Σχηματίζεται στη μία πλευρά από χώμα με χαρακτηριστικό υπέδαφος, με απορρίμματα δασών, καθώς και με τη μία ή την άλλη ποσότητα χούμου (χούμο). αφετέρου, μια ατμόσφαιρα με ορισμένο ποσό ηλιακής ακτινοβολίας, με ορισμένη ποσότητα ελεύθερης υγρασίας, με χαρακτηριστική περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα, διάφορες ακαθαρσίες, αερολύματα κ.λπ. στον αέρα· σε υδρόβιες βιογεωκαινώσεις, αντί για την ατμόσφαιρα υπάρχει νερό. Ο ρόλος του περιβάλλοντος στην εξέλιξη και την ύπαρξη των οργανισμών είναι αναμφισβήτητος. Τα επιμέρους μέρη του (αέρας, νερό κ.λπ.) και οι παράγοντες (θερμοκρασία, ηλιακή ακτινοβολία, υψομετρικές κλίσεις κ.λπ.) ονομάζονται αβιοτικά ή μη ζωντανά συστατικά, σε αντίθεση με τα βιοτικά συστατικά που αντιπροσωπεύονται από ζωντανή ύλη. V.N. Ο Sukachev δεν ταξινόμησε τους φυσικούς παράγοντες ως συστατικά, αλλά άλλοι συγγραφείς το κάνουν (Εικ. 5).

Βιότοπος- αυτό είναι ένα οικοτόπιο που μεταμορφώθηκε από τη βιοκένωση για τον εαυτό του. Η βιοκένωση και ο βιότοπος λειτουργούν σε συνεχή ενότητα. Οι διαστάσεις μιας βιοκαικένωσης συμπίπτουν πάντα με τα όρια του βιοτόπου, και επομένως με τα όρια της βιογεωκένωσης συνολικά.

Από όλα τα συστατικά ενός βιοτόπου, το έδαφος είναι πιο κοντά στο βιογενές συστατικό της βιογεωκενώσεως, αφού η προέλευσή του σχετίζεται άμεσα με τη ζωντανή ύλη. Η οργανική ύλη στο έδαφος είναι προϊόν της ζωτικής δραστηριότητας της βιοκένωσης σε διάφορα στάδια μετασχηματισμού.

Η κοινότητα των οργανισμών περιορίζεται από τον βιότοπο (στην περίπτωση των στρειδιών, από τα όρια των αβαθών) από την αρχή της ύπαρξής του.

γ) V. Dokuchaev;

δ) K. Timiryazev;

ε) Κ. Μόμπιους.

(Απάντηση:σι.)

2. Ο επιστήμονας που εισήγαγε την έννοια του «οικοσυστήματος» στην επιστήμη:

α) Α. Tansley;

β) V. Dokuchaev;

γ) Κ. Mobius;

δ) V. Johansen.

(Απάντηση:ΕΝΑ . )

3. Να συμπληρώσετε τα κενά με τα ονόματα των λειτουργικών ομάδων του οικοσυστήματος και των βασιλείων των έμβιων όντων.

Οι οργανισμοί που καταναλώνουν οργανική ύλη και τη μετατρέπουν σε νέες μορφές ονομάζονται. Αντιπροσωπεύονται κυρίως από είδη που ανήκουν στον κόσμο. Οι οργανισμοί που καταναλώνουν οργανική ύλη και την αποσυνθέτουν πλήρως σε ορυκτές ενώσεις ονομάζονται. Αντιπροσωπεύονται από είδη που ανήκουν στο ki. Οι οργανισμοί που καταναλώνουν ορυκτές ενώσεις και, χρησιμοποιώντας εξωτερική ενέργεια, συνθέτουν οργανικές ουσίες ονομάζονται. Αντιπροσωπεύονται κυρίως από είδη που ανήκουν στον κόσμο.

(Απαντήσεις(διαδοχικά): καταναλωτές, ζώα, αποικοδομητές, μύκητες και βακτήρια, παραγωγοί, φυτά.)

4. Όλα τα έμβια όντα στη Γη υπάρχουν χάρη στην οργανική ύλη, η οποία παράγεται κυρίως από:

α) μανιτάρια?

β) βακτήρια.

γ) ζώα·

δ) φυτά.

(Απάντηση:ΣΟΛ.)

5. Συμπληρώστε τις λέξεις που λείπουν.

Μια κοινότητα οργανισμών διαφορετικών ειδών, στενά διασυνδεδεμένων και που κατοικούν σε μια περισσότερο ή λιγότερο ομοιογενή περιοχή, ονομάζεται. Αποτελείται από: φυτά, ζώα. Ένα σύνολο οργανισμών και συστατικών της άψυχης φύσης, που ενώνονται από τον κύκλο των ουσιών και τη ροή της ενέργειας σε ένα ενιαίο φυσικό σύμπλεγμα, ονομάζεται ή.

(Απαντήσεις(διαδοχικά): βιοκένωση, μύκητες και βακτήρια, οικοσύστημα ή βιογεωκένωση.)

6. Από τους καταγεγραμμένους οργανισμούς, οι παραγωγοί περιλαμβάνουν:

μία αγελάδα;

β) μανιτάρια πορτσίνι?

γ) κόκκινο τριφύλλι?

δ) πρόσωπο.

(Απάντηση: γ.)

7. Επιλέξτε από τη λίστα τα ονόματα των ζώων που μπορούν να ταξινομηθούν ως καταναλωτές δεύτερης τάξης: γκρίζος αρουραίος, ελέφαντας, τίγρη, δυσεντερική αμοιβάδα, σκορπιός, αράχνη, λύκος, κουνέλι, ποντίκι, ακρίδα, γεράκι, ινδικό χοιρίδιο, κροκόδειλος, χήνα , αλεπού, πέρκα , αντιλόπη, κόμπρα, χελώνα στέπας, σαλιγκάρι σταφυλιού, δελφίνι, σκαθάρι της πατάτας του Κολοράντο, ταινία ταύρου, καγκουρό, πασχαλίτσα, πολική αρκούδα, μέλισσα, κουνούπι που πιπιλίζει αίμα, λιβελλούλη, σκόρος κολάρου, αφίδα,

(Απάντηση:γκρίζος αρουραίος, τίγρη, αμοιβάδα δυσεντερίας, σκορπιός, αράχνη, λύκος, γεράκι, κροκόδειλος, αλεπού, πέρκα, κόμπρα, δελφίνι, ταινία ταύρου, πασχαλίτσα, πολική αρκούδα, κουνούπι που πιπιλίζει αίμα, λιβελλούλη, γκρίζος καρχαρίας.)

8. Από τα αναφερόμενα ονόματα οργανισμών, επιλέξτε παραγωγούς, καταναλωτές και αποικοδομητές: αρκούδα, ταύρος, βελανιδιά, σκίουρος, μπολέτο, τριανταφυλλιά, σκουμπρί, φρύνος, ταινία, σήψη βακτήρια, baobab, λάχανο, κάκτος, πενικίλιο, μαγιά.

(Απάντηση:παραγωγοί - δρυς, τριαντάφυλλα, μπαομπάμπ, λάχανο, κάκτος. καταναλωτές - αρκούδα, ταύρος, σκίουρος, σκουμπρί, φρύνος, ταινία. αποσυνθετικά - boletus, σήψη βακτήρια, πενικίλιο, μαγιά.)

9. Σε ένα οικοσύστημα, η κύρια ροή της ύλης και της ενέργειας μεταδίδεται:

(Απάντηση: V . )

10. Εξηγήστε γιατί η ύπαρξη ζωής στη Γη θα ήταν αδύνατη χωρίς βακτήρια και μύκητες.

(Απάντηση:Οι μύκητες και τα βακτήρια είναι οι κύριοι παράγοντες αποσύνθεσης στα οικοσυστήματα της Γης. Αποσυνθέτουν τη νεκρή οργανική ύλη σε ανόργανη ύλη, η οποία στη συνέχεια καταναλώνεται από τα πράσινα φυτά. Έτσι, οι μύκητες και τα βακτήρια υποστηρίζουν τον κύκλο των στοιχείων στη φύση, άρα και την ίδια τη ζωή.)

11. Εξηγήστε γιατί είναι οικονομικά κερδοφόρο να διατηρείτε φυτοφάγα ψάρια σε λίμνες ψύξης σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.

(Απάντηση:Αυτές οι λίμνες είναι πολύ κατάφυτες με υδρόβια βλάστηση, με αποτέλεσμα το νερό σε αυτές να λιμνάζει, γεγονός που διαταράσσει την ψύξη των λυμάτων. Τα ψάρια τρώνε όλη τη βλάστηση και αναπτύσσονται καλά.)

12. Ονομάστε οργανισμούς που είναι παραγωγοί, αλλά δεν ανήκουν στο Φυτικό Βασίλειο.

(Απάντηση:φωτοσυνθετικά μαστιγωμένα πρωτόζωα (για παράδειγμα, πράσινο euglena), χημειοσυνθετικά βακτήρια, κυανοβακτήρια.

13. Οργανισμοί που δεν είναι απολύτως απαραίτητοι για τη διατήρηση ενός κλειστού κύκλου θρεπτικών ουσιών (άζωτο, άνθρακας, οξυγόνο κ.λπ.):

α) παραγωγοί·

β) καταναλωτές·

γ) αποικοδομητές.

Η έννοια των οικοσυστημάτων. Το δόγμα των βιογεωκαινώσεων

Οι κοινότητες οργανισμών συνδέονται με το ανόργανο περιβάλλον με τις πιο στενές συνδέσεις υλικού και ενέργειας. Τα φυτά μπορούν να υπάρχουν μόνο λόγω της συνεχούς παροχής διοξειδίου του άνθρακα, νερού, οξυγόνου και μεταλλικών αλάτων. Τα ετερότροφα ζουν από τα αυτότροφα, αλλά απαιτούν την παροχή ανόργανων ενώσεων όπως το οξυγόνο και το νερό. Σε κάθε δεδομένο βιότοπο, τα αποθέματα ανόργανων ενώσεων που είναι απαραίτητα για τη στήριξη της ζωής των οργανισμών που κατοικούν δεν θα διαρκούσαν πολύ εάν αυτά τα αποθέματα δεν ανανεώνονταν. Η επιστροφή των θρεπτικών συστατικών στο περιβάλλον συμβαίνει τόσο κατά τη διάρκεια της ζωής των οργανισμών (ως αποτέλεσμα αναπνοής, απέκκρισης, αφόδευσης) όσο και μετά το θάνατό τους, ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης πτωμάτων και φυτικών υπολειμμάτων. Έτσι, η κοινότητα σχηματίζει ένα ορισμένο σύστημα με το ανόργανο περιβάλλον στο οποίο η ροή των ατόμων που προκαλείται από τη ζωτική δραστηριότητα των οργανισμών τείνει να κλείσει σε έναν κύκλο.

Η έννοια των οικοσυστημάτων.Οποιαδήποτε συλλογή οργανισμών και ανόργανων συστατικών στην οποία μπορεί να συμβεί η κυκλοφορία ουσιών ονομάζεται οικοσύστημα.Ο όρος προτάθηκε το 1935 από τον Άγγλο οικολόγο A. Tansley, ο οποίος τόνισε ότι με αυτή την προσέγγιση, ανόργανοι και οργανικοί παράγοντες λειτουργούν ως ίσα συστατικά και δεν μπορούμε να διαχωρίσουμε τους οργανισμούς από το συγκεκριμένο περιβάλλον τους. Ο A. Tansley θεωρούσε τα οικοσυστήματα ως τις βασικές μονάδες της φύσης στην επιφάνεια της Γης, αν και δεν έχουν συγκεκριμένο όγκο και μπορούν να καλύψουν χώρο οποιασδήποτε έκτασης.

Για να διατηρηθεί η κυκλοφορία των ουσιών στο σύστημα, είναι απαραίτητο να υπάρχει απόθεμα ανόργανων μορίων σε αφομοιώσιμη μορφή και τρεις λειτουργικά διαφορετικές οικολογικές ομάδες οργανισμών: παραγωγοί, καταναλωτές και αποικοδομητές.

ΠαραγωγοίΟι αυτότροφοι οργανισμοί είναι ικανοί να χτίζουν το σώμα τους χρησιμοποιώντας ανόργανες ενώσεις. Καταναλωτές - πρόκειται για ετερότροφους οργανισμούς που καταναλώνουν οργανική ύλη από παραγωγούς ή άλλους καταναλωτές και τη μετατρέπουν σε νέες μορφές. Αποσυνθετές Ζουν από νεκρή οργανική ύλη, μετατρέποντάς την ξανά σε ανόργανες ενώσεις. Αυτή η ταξινόμηση είναι σχετική, καθώς τόσο οι καταναλωτές όσο και οι ίδιοι οι παραγωγοί λειτουργούν εν μέρει ως αποσυνθετικά, απελευθερώνοντας μεταλλικά προϊόντα μεταβολισμού στο περιβάλλον καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής τους.

Κατ' αρχήν, ο κύκλος των ατόμων μπορεί να διατηρηθεί στο σύστημα χωρίς ενδιάμεσο σύνδεσμο - καταναλωτές, λόγω των δραστηριοτήτων δύο άλλων ομάδων. Ωστόσο, τέτοια οικοσυστήματα εμφανίζονται μάλλον ως εξαιρέσεις, για παράδειγμα, σε εκείνες τις περιοχές όπου λειτουργούν κοινότητες που σχηματίζονται μόνο από μικροοργανισμούς. Ο ρόλος των καταναλωτών στη φύση διαδραματίζεται κυρίως από τα ζώα· οι δραστηριότητές τους στη διατήρηση και την επιτάχυνση της κυκλικής μετανάστευσης των ατόμων στα οικοσυστήματα είναι πολύπλοκες και ποικίλες.

Η κλίμακα των οικοσυστημάτων στη φύση ποικίλλει πάρα πολύ. Ο βαθμός κλειστότητας των κύκλων της ύλης που διατηρούνται σε αυτούς είναι επίσης διαφορετικός, δηλαδή η πολλαπλή εμπλοκή των ίδιων ατόμων σε κύκλους. Ως ξεχωριστά οικοσυστήματα, μπορούμε να θεωρήσουμε, για παράδειγμα, ένα μαξιλάρι λειχήνων σε έναν κορμό δέντρου, ένα κούτσουρο σε αποσύνθεση με τον πληθυσμό του, ένα μικρό προσωρινό σώμα νερού, ένα λιβάδι, ένα δάσος, μια στέπα, μια έρημο, ολόκληρο τον ωκεανό, και, τέλος, ολόκληρη η επιφάνεια της Γης που καταλαμβάνεται από ζωή.

Σε ορισμένους τύπους οικοσυστημάτων, η μεταφορά ύλης εκτός των ορίων τους είναι τόσο μεγάλη που η σταθερότητά τους διατηρείται κυρίως από την εισροή της ίδιας ποσότητας ύλης από το εξωτερικό, ενώ ο εσωτερικός κύκλος είναι αναποτελεσματικός. Αυτά περιλαμβάνουν ρέουσες δεξαμενές, ποτάμια, ρυάκια και περιοχές σε απότομες βουνοπλαγιές. Άλλα οικοσυστήματα έχουν πολύ πιο ολοκληρωμένο κύκλο ουσιών και είναι σχετικά αυτόνομα (δάση, λιβάδια, στέπες σε επίπεδες περιοχές, λίμνες κ.λπ.). Ωστόσο, κανένα, ακόμη και το μεγαλύτερο, οικοσύστημα στη Γη δεν έχει εντελώς κλειστή κυκλοφορία. Οι ήπειροι ανταλλάσσουν εντατικά ύλη με τους ωκεανούς και η ατμόσφαιρα παίζει μεγάλο ρόλο σε αυτές τις διαδικασίες, και ολόκληρος ο πλανήτης μας λαμβάνει μέρος της ύλης από το διάστημα και απελευθερώνει μέρος στο διάστημα.

Σύμφωνα με την ιεραρχία των κοινοτήτων, η ζωή στη Γη εκδηλώνεται και στην ιεραρχία των αντίστοιχων οικοσυστημάτων. Η οικοσυστημική οργάνωση της ζωής είναι μια από τις απαραίτητες προϋποθέσεις για την ύπαρξή της. Τα αποθέματα βιογενών στοιχείων από τα οποία οι ζωντανοί οργανισμοί χτίζουν το σώμα τους στη Γη συνολικά και σε κάθε συγκεκριμένη περιοχή στην επιφάνειά της δεν είναι απεριόριστα. Μόνο ένα σύστημα κύκλων θα μπορούσε να δώσει σε αυτά τα αποθέματα την ιδιότητα του άπειρου, απαραίτητη για τη συνέχιση της ζωής. Μόνο λειτουργικά διαφορετικές ομάδες οργανισμών μπορούν να διατηρήσουν και να πραγματοποιήσουν τον κύκλο. Έτσι, η λειτουργική και οικολογική ποικιλομορφία των έμβιων όντων και η οργάνωση της ροής των ουσιών που εξάγονται από το περιβάλλον σε κύκλους είναι η αρχαιότερη ιδιότητα της ζωής.

Το δόγμα των βιογεωκαινώσεων.Παράλληλα με την ανάπτυξη της έννοιας των οικοσυστημάτων, αναπτύσσεται με επιτυχία το δόγμα των βιογεωκαινώσεων, συγγραφέας του οποίου ήταν ο Ακαδημαϊκός V.N. Sukachev (1942).

«Βιογεωκένωση- πρόκειται για ένα σύνολο ομοιογενών φυσικών φαινομένων (ατμόσφαιρα, βράχος, βλάστηση, πανίδα και κόσμος των μικροοργανισμών, έδαφος και υδρολογικές συνθήκες) σε μια ορισμένη έκταση της επιφάνειας της γης, τα οποία έχουν τη δική τους ειδική αλληλεπίδραση αυτών των συστατικών και ενός συγκεκριμένου τύπου της ανταλλαγής ουσιών και ενέργειας μεταξύ τους και των άλλων φαινόμενα της φύσης και αντιπροσωπεύουν μια εσωτερικά αντιφατική ενότητα, σε συνεχή κίνηση και ανάπτυξη» (V.N. Sukachev, 1964).

Το «οικοσύστημα» και η «βιογεωκένωση» είναι ουσιαστικά παρόμοιες έννοιες, αλλά εάν η πρώτη από αυτές ισχύει για τον προσδιορισμό συστημάτων που διασφαλίζουν την κυκλοφορία οποιασδήποτε κατάταξης, τότε η «βιογεωκένωση» είναι μια εδαφική έννοια, που αναφέρεται σε τέτοιες περιοχές γης που καταλαμβάνονται από ορισμένους μονάδες φυτικής κάλυψης - φυτοκενόζες . Η επιστήμη των βιογεωκαινώσεων - βιογεωκαινολογία – αναπτύχθηκε από τη γεωβοτανική και στοχεύει στη μελέτη της λειτουργίας των οικοσυστημάτων σε συγκεκριμένες συνθήκες τοπίου ανάλογα με τις ιδιότητες του εδάφους, την τοπογραφία, τη φύση του περιβάλλοντος της βιογεωκαινώσεως και τα κύρια συστατικά της - πέτρα, ζώα, φυτά, μικροοργανισμούς.

Στη βιογεωκένωση, ο V.N. Sukachev διέκρινε δύο μπλοκ: οικοτοπος –ένα σύνολο συνθηκών του αβιοτικού περιβάλλοντος και βιοκένωση- το σύνολο όλων των ζωντανών οργανισμών.

Ecotopσυχνά θεωρείται ως αβιοτικό περιβάλλον που δεν μετασχηματίζεται από τα φυτά (το πρωταρχικό σύμπλεγμα παραγόντων του φυσικογεωγραφικού περιβάλλοντος) και βιότοπος– ως σύνολο στοιχείων του αβιοτικού περιβάλλοντος, που τροποποιούνται από τις περιβαλλοντικές δραστηριότητες των ζωντανών οργανισμών. Στην εσωτερική σύνθεση του βιογεωκενώματος διακρίνονται τέτοιες δομικές και λειτουργικές ενότητες όπως τα αγροτεμάχια (ο όρος προτάθηκε από τον Ν. Β. Δύλη). Βιογεωκαινωτικά δέματα περιλαμβάνουν φυτά, ζωικούς πληθυσμούς, μικροοργανισμούς, νεκρή οργανική ύλη, έδαφος και ατμόσφαιρα σε όλο το κατακόρυφο πάχος της βιογεωκενώσεως, δημιουργώντας το εσωτερικό της μωσαϊκό. Τα βιογεωκοινοτικά αγροτεμάχια διαφέρουν οπτικά ως προς τη βλάστηση: ύψος και πυκνότητα στρωμάτων, σύνθεση ειδών, κατάσταση ζωής και ηλικιακό φάσμα των πληθυσμών των κυρίαρχων ειδών. Μερικές φορές οριοθετούνται καλά από τη σύνθεση, τη δομή και το πάχος του δασικού δαπέδου. Συνήθως ονομάζονται από τα φυτά που κυριαρχούν σε διαφορετικές βαθμίδες. Για παράδειγμα, σε ένα τριχωτό δάσος βελανιδιάς-ερυθρελάτης μπορεί κανείς να διακρίνει αγροτεμάχια όπως έλατο-τριχωτό σπαθί, ερυθρελάτη-οξάλη, μεγάλη φτέρη στα παράθυρα του στρώματος δέντρου, βελανιδιές, βελανιδιές-λευκόχορτο, σημύδα-ελάτη- νεκρό κάλυμμα, λεύκη-χιόνι κ.λπ.

Κάθε δέμα δημιουργεί το δικό του φυτοκλίμα.Την άνοιξη, το χιόνι βρίσκεται περισσότερο σε σκιερά μπαλώματα ελάτης παρά σε περιοχές κάτω από φυλλοβόλα δέντρα ή σε παράθυρα. Ως εκ τούτου, η ενεργός ζωή την άνοιξη στα δέματα ξεκινά σε διαφορετικούς χρόνους και η επεξεργασία των υπολειμμάτων γίνεται επίσης με διαφορετικές ταχύτητες. Τα όρια μεταξύ των δεμάτων μπορεί να είναι είτε σχετικά καθαρά είτε ασαφή. Η σχέση προκύπτει τόσο ως αποτέλεσμα των κλιματικών συνθηκών του περιβάλλοντος (ανταλλαγή θερμότητας, αλλαγές στο φωτισμό, ανακατανομή της βροχόπτωσης κ.λπ.) όσο και ως αποτέλεσμα ανταλλαγής υλικών και ενέργειας. Υπάρχει διασπορά φυτικών απορριμμάτων, μεταφορά γύρης, σπορίων, σπόρων και καρπών από ρεύματα αέρα και ζώα, μετακίνηση ζώων, επιφανειακή απορροή βροχοπτώσεων και λιωμένο νερό, κινούμενες ορυκτές και οργανικές ουσίες. Όλα αυτά υποστηρίζουν τη βιογεωκένωση ως ένα ενιαίο, εσωτερικά ετερογενές οικοσύστημα.

Ο ρόλος των διαφορετικών αγροτεμαχίων στη δομή και τη λειτουργία των βιογεωκαινώσεων δεν είναι ο ίδιος· τα μεγαλύτερα δέματα, που καταλαμβάνουν μεγάλους χώρους και όγκους, ονομάζονται κύρια.Είναι λίγοι από αυτούς. Καθορίζουν την εμφάνιση και τη δομή της βιογεωκένωσης. Τα αγροτεμάχια που καταλαμβάνουν μικρές εκτάσεις ονομάζονται συμπληρωματικός.Ο αριθμός τους είναι πάντα μεγαλύτερος. Ορισμένα δέματα είναι πιο σταθερά, άλλα υπόκεινται σε σημαντικές και γρήγορες αλλαγές. Καθώς τα φυτά μεγαλώνουν και γερνούν, τα αγροτεμάχια μπορούν να αλλάξουν πολύ τη σύνθεση και τη δομή τους, τους ρυθμούς της εποχικής ανάπτυξης και να συμμετέχουν στον κύκλο των ουσιών με διαφορετικούς τρόπους.

Ρύζι. 145.Παράθυρο ανανέωσης κύριων ειδών στη δασική βιογεωκένωση (σύμφωνα με τον O. V. Smirnova, 1998)

Ο μωσαϊκός χαρακτήρας των δασικών βιογεωκενόζων και η εμφάνιση νέων αγροτεμαχίων συνδέονται συχνά με το σχηματισμό παραθύρων στα δάση, δηλ., διαταραχή του στρώματος δέντρων λόγω πτώσης γηραιών δέντρων, εστίες μαζικών παρασίτων - έντομα, μυκητιασικές λοιμώξεις και δραστηριότητα μεγάλων οπληφόρων. Η δημιουργία ενός τέτοιου μωσαϊκού είναι απολύτως απαραίτητη για τη βιώσιμη ύπαρξη του δάσους και την αναγέννηση των κυρίαρχων ειδών δέντρων, η ανάπτυξη των οποίων συχνά δεν μπορεί να αναπτυχθεί κάτω από τις μητρικές κορώνες, καθώς απαιτεί διαφορετικές συνθήκες φωτισμού και ορυκτής διατροφής. Συνέχιση των παραθύρωνγια διαφορετικές ράτσες πρέπει να έχει επαρκή χωρική έκταση (Εικ. 145). Στα πλατύφυλλα δάση της Ανατολικής Ευρώπης, κανένα είδος δεν μπορεί να καρποφορήσει σε παράθυρα συγκρίσιμα μόνο με τις προεξοχές των στεφανών ενός ή δύο ώριμων δέντρων. Ακόμη και τα πιο ανθεκτικά στη σκιά - οξιές, σφενδάμια - απαιτούν φωτισμένα αγροτεμάχια 400-600 m2 και η πλήρης οντογένεση των φωτοφάγων ειδών - βελανιδιάς, τέφρας, λεύκας μπορεί να ολοκληρωθεί μόνο σε μεγάλα παράθυρα τουλάχιστον 1500-2000 m2.

Με βάση μια λεπτομερή μελέτη της δομής και της λειτουργίας των βιογεωκαινώσεων, η οικολογία αναπτύχθηκε πρόσφατα έννοια της μωσαϊκής-κυκλικής οργάνωσης των οικοσυστημάτων. Από αυτή την άποψη, η βιώσιμη ύπαρξη πολλών ειδών σε ένα οικοσύστημα επιτυγχάνεται λόγω των φυσικών διαταραχών του οικοτόπου που συμβαίνουν συνεχώς σε αυτό, επιτρέποντας σε νέες γενιές να καταλάβουν τον πρόσφατα εκκενωμένο χώρο.

Η Βιογεωκαινολογία θεωρεί την επιφάνεια της Γης ως ένα δίκτυο γειτονικών βιογεωκαινώσεων, διασυνδεδεμένων μέσω της μετανάστευσης ουσιών, αλλά παρόλα αυτά, αν και σε διαφορετικό βαθμό, αυτόνομο και συγκεκριμένο στους κύκλους τους. Οι ιδιαίτερες ιδιότητες μιας περιοχής που καταλαμβάνει μια βιογεωκένωση της προσδίδουν πρωτοτυπία, διακρίνοντάς την από άλλες του αρχικού τύπου.

Και οι δύο έννοιες - οικοσυστήματα και βιογεωκαινώσεις - αλληλοσυμπληρώνονται και εμπλουτίζονται, επιτρέποντάς μας να εξετάσουμε τις λειτουργικές συνδέσεις των κοινοτήτων και του ανόργανου περιβάλλοντος τους από διαφορετικές όψεις και από διαφορετικές οπτικές γωνίες.