مفهوم اکوسیستم. دکترین بیوژئوسنوز

مفهوم "اکوسیستم" در سال 1935 توسط A. Tensley، گیاه شناس انگلیسی معرفی شد. با این اصطلاح، او هر مجموعه ای از موجودات را که با هم زندگی می کنند و همچنین محیط آنها را مشخص کرد. تعریف آن بر وجود وابستگی متقابل، روابط، روابط علی که بین محیط غیر زیستی و جامعه بیولوژیکی وجود دارد، تأکید می کند و آنها را در یک نوع کل عملکردی ترکیب می کند. به گفته زیست شناسان، اکوسیستم مجموعه ای از جمعیت های مختلف از گونه های مختلف است که در یک منطقه مشترک زندگی می کنند و همچنین محیط بی جان اطراف آنها.

بیوژئوسنوز یک سازند طبیعی با مرزهای واضح است. این شامل مجموعه ای از بیوسنوزها (موجودات زنده) است که مکان خاصی را اشغال می کنند. به عنوان مثال، برای موجودات آبزی، این مکان آب است، برای کسانی که در خشکی زندگی می کنند، جو و خاک است. در زیر به بررسی آن خواهیم پرداخت که به شما در درک چیستی آن کمک می کند. این سیستم ها را به تفصیل شرح خواهیم داد. در مورد ساختار آنها، انواع آنها و نحوه تغییر آنها خواهید آموخت.

بیوژئوسنوز و اکوسیستم: تفاوت ها

تا حدودی، مفاهیم "اکوسیستم" و "بیوژئوسنوز" بدون ابهام هستند. با این حال، آنها همیشه از نظر حجم منطبق نیستند. بیوژئوسنوز و اکوسیستم به عنوان یک مفهوم کمتر و گسترده تر به هم مرتبط هستند. اکوسیستم با یک منطقه محدود خاص از سطح زمین مرتبط نیست. این مفهوم را می توان برای تمام سیستم های پایدار اجزای غیر زنده و زنده که در آنها گردش داخلی و خارجی انرژی و مواد وجود دارد، به کار برد. به عنوان مثال، اکوسیستم ها شامل یک قطره آب با میکروارگانیسم ها، یک گلدان گل، یک آکواریوم، یک بیوفیلتر، یک مخزن هوادهی، یک سفینه فضایی هستند. اما نمی توان آنها را بیوژئوسنوز نامید. یک اکوسیستم ممکن است شامل چندین بیوژئوسنوز باشد. بیایید به مثال ها بپردازیم. می توان ژئوسنوزهای زیستی اقیانوس و بیوسفر را به طور کلی، سرزمین اصلی، کمربند، منطقه خاک-اقلیمی، منطقه، استان، ناحیه را مشخص کرد. بنابراین، هر اکوسیستمی را نمی توان یک بیوژئوسنوز در نظر گرفت. ما با نگاه کردن به نمونه ها متوجه شدیم. اما هر بیوژئوسنوزی را می توان یک سیستم اکولوژیکی نامید. امیدواریم اکنون ویژگی های این مفاهیم را درک کرده باشید. "Biogeocenosis" و "اکوسیستم" اغلب به عنوان مترادف استفاده می شود، اما هنوز بین آنها تفاوت وجود دارد.

ویژگی های بیوژئوسنوزیس

بسیاری از گونه ها معمولاً در هر یک از فضاهای محدود زندگی می کنند. یک رابطه پیچیده و ثابت بین آنها برقرار می شود. به عبارت دیگر، انواع مختلفی از موجودات زنده که در یک فضای معین وجود دارند و با مجموعه ای از شرایط فیزیکوشیمیایی خاص مشخص می شوند، سیستم پیچیده ای را نشان می دهند که برای مدت زمان کم و بیش طولانی در طبیعت باقی می مانند. با توضیح تعریف، متذکر می شویم که بیوژئوسنوز جامعه ای از ارگانیسم های گونه های مختلف (از لحاظ تاریخی تأسیس شده) است که ارتباط نزدیکی با یکدیگر و محیط آنها، تبادل انرژی و مواد دارند. ویژگی خاص بیوژئوسنوز این است که از نظر ترکیب گونه ای موجودات زنده موجود در آن و همچنین در مجموعه موجودات مختلف از نظر فضایی محدود و نسبتاً همگن است.وجود به عنوان یک سیستم یکپارچه تامین دائمی انرژی خورشیدی را تضمین می کند. به این مجموعه به عنوان یک قاعده، مرز بیوژئوسنوز در امتداد مرز فیتوسنوز (جامعه گیاهی) ایجاد می شود که مهمترین جزء آن است. اینها ویژگی های اصلی آن است. نقش بیوژئوسنوز بسیار زیاد است. در سطح آن، تمام فرآیندهای جریان انرژی و گردش مواد در بیوسفر انجام می شود.

سه گروه بیوسنوز

نقش اصلی در اجرای تعامل بین اجزای مختلف آن متعلق به بیوسنوز یعنی موجودات زنده است. آنها بر اساس عملکرد خود به 3 گروه - تجزیه کننده ها، مصرف کنندگان و تولید کنندگان - تقسیم می شوند و از نزدیک با بیوتوپ (طبیعت بی جان) و با یکدیگر تعامل دارند. این موجودات زنده با ارتباطات غذایی موجود بین آنها متحد می شوند.

تولیدکنندگان گروهی از موجودات زنده اتوتروف هستند. آنها با مصرف انرژی نور خورشید و مواد معدنی از بیوتوپ، مواد آلی اولیه را ایجاد می کنند. این گروه شامل برخی از باکتری ها و همچنین گیاهان می شود.

تجزیه کننده ها بقایای ارگانیسم های مرده را تجزیه می کنند و همچنین مواد آلی را به مواد معدنی تجزیه می کنند و در نتیجه مواد معدنی را که توسط تولیدکنندگان "خروج" شده اند به بیوتوپ باز می گرداند. به عنوان مثال، برخی از انواع قارچ ها و باکتری های تک سلولی هستند.

تعادل دینامیکی سیستم

انواع بیوژئوسنوز

بیوژئوسنوز می تواند طبیعی و مصنوعی باشد. گونه های دومی شامل آگروبیوسنوزها و بیوژئوسنوزهای شهری است. بیایید نگاهی دقیق تر به هر یک از آنها بیندازیم.

بیوژئوسنوز طبیعی

توجه داشته باشید که هر بیوژئوسنوز طبیعی طبیعی سیستمی است که در طول زمان طولانی - هزاران و میلیون ها سال توسعه یافته است. بنابراین، تمام عناصر آن به یکدیگر "لپ" شده اند. این منجر به این واقعیت می شود که مقاومت بیوژئوسنوز در برابر تغییرات مختلفی که در محیط رخ می دهد بسیار بالا است. "قدرت" اکوسیستم ها نامحدود نیست. تغییرات عمیق و ناگهانی در شرایط وجود، کاهش تعداد گونه های موجودات (مثلاً در نتیجه صید گسترده گونه های تجاری) منجر به این واقعیت می شود که تعادل می تواند به هم بخورد و می تواند نابود. در این مورد، تغییر بیوژئوسنوز وجود دارد.

آگروبیوسنوزها

آگروبیوسنوزها جوامع خاصی از ارگانیسم ها هستند که در مناطقی که مردم برای اهداف کشاورزی استفاده می کنند (کاشت، کاشت گیاهان زراعی) رشد می کنند. تولیدکنندگان (گیاهان)، بر خلاف بیوژئوسنوزهای یک گونه طبیعی، در اینجا با یک نوع محصول رشد یافته توسط انسان و همچنین تعداد معینی از گونه های علف هرز نشان داده می شوند. تنوع (جوندگان، پرندگان، حشرات و ...) پوشش گیاهی را تعیین می کند. اینها گونه هایی هستند که می توانند از گیاهان در حال رشد در قلمرو آگروبیوسنوزها تغذیه کنند و همچنین در شرایط کشت آنها باشند. این شرایط وجود گونه های دیگر جانوران، گیاهان، میکروارگانیسم ها و قارچ ها را تعیین می کند.

آگروبیوسنوز قبل از هر چیز به فعالیت های انسانی (کوددهی، خاک ورزی مکانیکی، آبیاری، تصفیه آفت کش و غیره) بستگی دارد. پایداری بیوژئوسنوز این گونه ضعیف است - بدون دخالت انسان خیلی سریع فرو می ریزد. این تا حدودی به این دلیل است که گیاهان کشت شده بسیار عجیب تر از گیاهان وحشی هستند. بنابراین نمی توانند با آنها رقابت کنند.

بیوژئوسنوزهای شهری

بیوژئوسنوزهای شهری از اهمیت خاصی برخوردار هستند. این نوع دیگری از اکوسیستم های انسانی است. پارک ها یک نمونه هستند. موارد اصلی، مانند آگروبیوسنوزها، در آنها انسان زا هستند. ترکیب گونه ای گیاهان توسط انسان تعیین می شود. او آنها را می کارد و همچنین از آنها و پردازش آنها مراقبت می کند. برجسته ترین تغییرات در محیط خارجی دقیقاً در شهرها بیان می شود - افزایش دما (از 2 تا 7 درجه سانتیگراد)، ویژگی های خاص خاک و ترکیب جوی، رژیم خاصی از رطوبت، روشنایی و عمل باد. همه این عوامل بیوژئوسنوزهای شهری را تشکیل می دهند. اینها سیستم های بسیار جالب و خاصی هستند.

نمونه‌های بیوژئوسنوز متعدد هستند. سیستم های مختلف از نظر ترکیب گونه ای موجودات و همچنین در خواص محیطی که در آن زندگی می کنند با یکدیگر تفاوت دارند. نمونه‌هایی از بیوژئوسنوز، که به تفصیل به آن خواهیم پرداخت، یک جنگل برگ‌ریز و یک برکه است.

جنگل های برگریز به عنوان نمونه ای از بیوژئوسنوزیس

جنگل های برگریز یک سیستم اکولوژیکی پیچیده است. ترکیب بیوژئوسنوز در مثال ما شامل گونه‌های گیاهی مانند بلوط، راش، نمدار، ممرز، توس، افرا، خاکستر کوهی، آسپن و سایر درختانی است که شاخ و برگ آنها در پاییز می‌ریزد. چندین ردیف آنها در جنگل برجسته هستند: چوبی کم و مرتفع، پوشش زمین خزه ای، علف ها، بوته ها. گیاهانی که در طبقات بالایی زندگی می کنند، فتوفیل بیشتری دارند. آنها بهتر از نمایندگان لایه های پایین تر در برابر نوسانات رطوبت و دما مقاومت می کنند. خزه ها، علف ها و درختچه ها در برابر سایه مقاوم هستند. آنها در تابستان در گرگ و میش وجود دارند و پس از باز شدن شاخ و برگ درختان تشکیل می شوند. بستر روی سطح خاک قرار دارد. از بقایای نیمه تجزیه شده، شاخه های درختچه ها و درختان، برگ های افتاده، علف های مرده تشکیل شده است.

بیوژئوسنوزهای جنگلی، از جمله جنگل های برگریز، با جانوران غنی مشخص می شوند. آنها توسط بسیاری از جوندگان حفاری، شکارچیان (خرس، گورکن، روباه) و حشره خواران گور خوار زندگی می کنند. پستاندارانی نیز روی درختان زندگی می کنند ( سنجاب، سنجاب، سیاه گوش). گوزن، گوزن، آهو جزء گروه علفخواران بزرگ هستند. گرازها گسترده هستند. پرندگان در طبقات مختلف جنگل لانه می کنند: روی تنه، در بوته ها، روی زمین یا بالای درختان و در گودال ها. حشرات زیادی وجود دارند که از برگ ها (به عنوان مثال، کرم ها) و همچنین چوب (سوسک های پوست) تغذیه می کنند. در لایه های بالایی خاک، و همچنین در بستر، علاوه بر حشرات، تعداد زیادی از مهره داران دیگر (کنه ها، کرم های خاکی، لارو حشرات)، بسیاری از باکتری ها و قارچ ها زندگی می کنند.

برکه به عنوان بیوژئوسنوز

حالا حوض را در نظر بگیرید. این نمونه ای از بیوژئوسنوز است که در آن محیط زندگی موجودات آب است. گیاهان بزرگ شناور یا ریشه دار (علف های هرز، نیلوفر آبی، نی) در آب کم عمق استخرها مستقر می شوند. گیاهان شناور کوچک در سرتاسر ستون آب، تا عمقی که نور به آن نفوذ می کند، توزیع می شوند. اینها عمدتاً جلبک هستند که فیتوپلانکتون نامیده می شوند. گاهی اوقات تعداد زیادی از آنها وجود دارد که در نتیجه آب سبز می شود، "شکوفه می دهد". بسیاری از جلبک های سبز آبی، سبز و دیاتومه ای در فیتوپلانکتون ها یافت می شوند. قورباغه ها، لارو حشرات، سخت پوستان از بقایای گیاهی یا گیاهان زنده تغذیه می کنند. ماهی ها و حشرات درنده حیوانات کوچک را می خورند. و ماهی های شکارچی گیاهخوار و کوچکتر توسط شکارچی های بزرگ شکار می شوند. موجوداتی که مواد آلی را تجزیه می کنند (قارچ ها، تاژک ها، باکتری ها) در سراسر حوضچه گسترده هستند. به خصوص بسیاری از آنها در پایین وجود دارد، زیرا بقایای حیوانات و گیاهان مرده در اینجا جمع می شوند.

مقایسه دو نمونه

با مقایسه نمونه‌های بیوژئوسنوز، می‌بینیم که اکوسیستم‌های یک برکه و یک جنگل چقدر از نظر ترکیب گونه‌ها و ظاهر متفاوت هستند. این به این دلیل است که موجودات ساکن در آنها زیستگاه متفاوتی دارند. در برکه آب و هوا است و در جنگل خاک و هوا. با این وجود، گروه های عملکردی موجودات از یک نوع هستند. در جنگل، خزه ها، گیاهان، درختچه ها، درختان تولید می شوند. در حوضچه - جلبک ها و گیاهان شناور. در جنگل، مصرف کنندگان شامل حشرات، پرندگان، حیوانات و سایر بی مهرگانی هستند که در بستر و خاک زندگی می کنند. مصرف کنندگان در حوضچه شامل انواع دوزیستان، حشرات، سخت پوستان، ماهیان درنده و گیاهخوار هستند. در جنگل، تجزیه کننده ها (باکتری ها و قارچ ها) با اشکال زمینی و در حوضچه - توسط آبزیان نشان داده می شوند. ما همچنین توجه می کنیم که هم حوضچه و هم جنگل های برگریز زیست ژئوسنوز طبیعی هستند. نمونه هایی از نمونه های مصنوعی را در بالا ذکر کردیم.

چرا بیوژئوسنوزها جایگزین یکدیگر می شوند؟

بیوژئوسنوز نمی تواند برای همیشه وجود داشته باشد. به ناچار دیر یا زود تغییر خواهد کرد. این در نتیجه تغییرات محیطی توسط موجودات زنده، تحت تأثیر انسان، در فرآیند تکامل، با تغییر شرایط آب و هوایی رخ می دهد.

نمونه ای از تغییر در بیوژئوسنوز

اجازه دهید به عنوان مثال موردی را در نظر بگیریم که موجودات زنده خود عامل تغییر اکوسیستم هستند. این استقرار صخره ها با پوشش گیاهی است. در اولین مراحل این فرآیند هوازدگی سنگها از اهمیت بالایی برخوردار است: انحلال جزئی مواد معدنی و تغییر در خواص شیمیایی آنها، تخریب. در مراحل اولیه، اولین مهاجران نقش بسیار مهمی ایفا می کنند: جلبک ها، باکتری ها، سبز آبی. تولید کنندگان در ترکیب گلسنگ ها و جلبک های آزاد هستند. مواد آلی ایجاد می کنند. سبزآبی نیتروژن را از هوا می گیرد و آن را با محیطی غنی می کند که هنوز برای سکونت نامناسب است. گلسنگ ها با ترشح اسیدهای آلی سنگ را حل می کنند. آنها به این واقعیت کمک می کنند که عناصر تغذیه معدنی به تدریج انباشته می شوند. قارچ ها و باکتری ها مواد آلی ایجاد شده توسط تولید کنندگان را از بین می برند. دومی ها به طور کامل معدنی نیستند. به تدریج مخلوطی از ترکیبات معدنی و آلی و بقایای گیاهی غنی شده با نیتروژن انباشته می شود. شرایط برای وجود گلسنگ ها و خزه های بوته ای فراهم شده است. روند تجمع نیتروژن و مواد آلی تسریع می شود، لایه نازکی از خاک تشکیل می شود.

یک جامعه بدوی در حال شکل گیری است که می تواند در این محیط نامساعد وجود داشته باشد. اولین ساکنان به خوبی با شرایط سخت صخره ها سازگار هستند - آنها در برابر سرما، گرما و خشکی مقاومت می کنند. آنها به تدریج زیستگاه خود را تغییر می دهند و شرایطی را برای تشکیل جمعیت های جدید ایجاد می کنند. پس از ظهور گیاهان علفی (شبدر، غلات، دمنوش، بلبلی و ...) رقابت برای مواد مغذی، نور و آب تشدید می شود. در این مبارزه، مهاجران پیشگام توسط گونه های جدید آواره می شوند. بوته ها به گیاهان اکتفا می کنند. آنها با ریشه های خود خاک را در جای خود نگه می دارند. جوامع جنگلی با جوامع علفزار جایگزین می شوند.

در طی یک روند طولانی توسعه و تغییر بیوژئوسنوز، تعداد گونه های موجودات زنده موجود در آن به تدریج در حال افزایش است. جامعه پیچیده تر می شود، بیشتر و بیشتر منشعب می شود.تنوع روابطی که بین موجودات وجود دارد افزایش می یابد. جامعه بیشتر و بیشتر از منابع محیطی استفاده می کند. بنابراین به یک بالغ تبدیل می شود که به خوبی با شرایط محیطی سازگار است و خود تنظیمی دارد. در آن، جمعیت گونه ها به خوبی تولید مثل می کنند و با گونه های دیگر جایگزین نمی شوند. تغییر توصیف شده بیوژئوسنوزها هزاران سال ادامه دارد. با این حال، تغییراتی وجود دارد که در برابر چشمان یک نسل از مردم رخ می دهد. به عنوان مثال، این رشد بیش از حد مخازن کوچک است.

بنابراین، ما در مورد بیوژئوسنوزیس صحبت کردیم. نمونه هایی با توضیحات ارائه شده در بالا، نمایشی بصری از آن ارائه می دهند. هر چیزی که در مورد آن صحبت کردیم برای درک این موضوع مهم است. انواع بیوژئوسنوزها، ساختار آنها، ویژگی ها، نمونه ها - همه اینها باید مورد مطالعه قرار گیرد تا تصویر کاملی از آنها داشته باشیم.

1. مفهوم biogeocenosis و biogeocenology

یک فرد در زندگی روزمره خود دائماً باید با مناطق خاصی از مجموعه های طبیعی اطراف خود سر و کار داشته باشد: مناطقی از یک مزرعه، چمنزار، باتلاق، مخزن. هر قسمتی از سطح زمین یا مجموعه طبیعی را باید به عنوان یک وحدت طبیعی معین در نظر گرفت که در آن همه پوشش گیاهی، جانوران و میکروارگانیسم ها، خاک و اتمسفر از نزدیک به هم پیوسته و با یکدیگر تعامل دارند. این روابط باید در هر گونه استفاده اقتصادی از منابع طبیعی (گیاهی، حیوانی، خاک و ...) در نظر گرفته شود.

مجموعه های طبیعی که در آنها پوشش گیاهی به طور کامل تشکیل شده است و می توانند به تنهایی و بدون دخالت انسان وجود داشته باشند و اگر شخص یا چیز دیگری آنها را نقض کند، علاوه بر این، طبق قوانین خاصی بازسازی می شوند. چنین مجتمع های طبیعی بیوژئوسنوزها هستند.

پیچیده ترین و مهم ترین بیوژئوسنوزهای طبیعی، جنگلی هستند. در هیچ مجموعه طبیعی، در هیچ نوع پوشش گیاهی، این روابط به شدت و به اندازه جنگل بیان نمی شود.

جنگلقدرتمندترین "فیلم زندگی" را نشان می دهد. جنگل ها نقش غالبی در ترکیب پوشش گیاهی زمین دارند. آنها تقریبا یک سوم مساحت زمین را پوشش می دهند - 3.9 میلیارد هکتار. اگر در نظر بگیریم که بیابان ها، نیمه بیابانی ها و تندراها حدود 3.8 میلیارد هکتار و بیش از 1 میلیارد هکتار را زمین های باطله، ساخته شده و دیگر اراضی غیرمولد تشکیل می دهند، مشخص می شود که جنگل ها چقدر در شکل گیری طبیعی اهمیت دارند. مجتمع ها و عملکردی که آنها انجام می دهند ماده زنده روی زمین. جرم مواد آلی متمرکز در جنگل ها 1017-1018 تن است که 5 تا 10 برابر جرم تمام گیاهان علفی است.

به همین دلیل است که اهمیت ویژه ای به مطالعات بیوژئوسنولوژیک سیستم های جنگلی داده شده و می باشد و اصطلاح "بیوژئوسنوز" توسط آکادمیک V.N. سوکاچف در اواخر دهه 30. قرن 20 در رابطه با اکوسیستم های جنگلی اما در رابطه با هر اکوسیستم طبیعی در هر منطقه جغرافیایی زمین معتبر است.

تعریف بیوژئوسنوز بر اساس V.N. Sukachev (1964: 23)کلاسیک در نظر گرفته می شود - "... این مجموعه ای از پدیده های طبیعی همگن (جو، سنگ ها، پوشش گیاهی، جانوران و دنیای میکروارگانیسم ها، خاک و شرایط هیدرولوژیکی) در گستره شناخته شده ای از سطح زمین است که دارای ویژگی خاصی است. فعل و انفعالات این اجزای تشکیل دهنده و نوع خاصی از متابولیسم و ​​انرژی: بین خود و با سایر پدیده های طبیعی و نمایانگر یک وحدت متناقض درونی است که در حرکت و تکامل دائمی است...».

این تعریف منعکس کننده تمام ماهیت بیوژئوسنوز، ویژگی ها و ویژگی های ذاتی آن است:

بیوژئوسنوز باید از همه جهات همگن باشد: ماده زنده و غیر زنده: پوشش گیاهی، حیات وحش، جمعیت خاک، نقش برجسته، سنگ مادر، خواص خاک، عمق و رژیم های آب زیرزمینی.

هر بیوژئوسنوز با وجود نوع خاصی از متابولیسم و ​​انرژی مشخص می شود.

همه اجزای بیوژئوسنوز با وحدت زندگی و محیط آن مشخص می شوند، یعنی. ویژگی ها و الگوهای فعالیت زیستی بیوژئوسنوز توسط زیستگاه آن تعیین می شود، بنابراین بیوژئوسنوز یک مفهوم جغرافیایی است.

علاوه بر این، هر بیوژئوسنوز خاص باید:

در تاریخ خود همگن باشد.

یک تشکیلات مستقر به اندازه کافی بلند مدت باشد.

به وضوح از نظر پوشش گیاهی با بیوژئوسنوزهای همسایه متفاوت است و این تفاوت ها باید طبیعی و از نظر اکولوژیکی قابل توضیح باشد.

نمونه هایی از بیوژئوسنوزها:

جنگل بلوط فورب در پای شیب هذیان‌آلود قرار گرفتن در معرض جنوبی در خاک‌های لومی متوسط ​​کوهستانی- جنگلی قهوه‌ای.

علفزار غلات در حفره ای روی خاک های لومی ذغال سنگ نارس،

علفزار فورب در دشت سیلابی رودخانه ای مرتفع در دشت سیلابی روی خاک لومی متوسط ​​سدی-گلی،

کاج اروپایی گلسنگ در خاک های آل-هوموس-پودزولیک،

جنگل مخلوط پهن برگ با پوشش گیاهی لیانا در دامنه شمالی در خاک های جنگلی قهوه ای و غیره.

یک تعریف ساده تر:بیوژئوسنوز مجموعه ای از گونه ها و مجموعه ای از اجزای طبیعت بی جان است که وجود یک اکوسیستم معین را با در نظر گرفتن تأثیرات انسانی اجتناب ناپذیر تعیین می کند. آخرین افزوده، با در نظر گرفتن تأثیر انسانی اجتناب ناپذیر، ادای احترام به مدرنیته است. در زمان V.N. سوکاچف، نیازی به نسبت دادن عامل انسان زایی به عوامل محیطی اصلی وجود نداشت که در حال حاضر چنین است.

حوزه دانش در مورد بیوژئوسنوزها بیوژئوسنولوژی نامیده می شود. برای کنترل فرآیندهای طبیعی، باید الگوهایی را که در معرض آن هستند، شناخت. این الگوها توسط تعدادی از علوم مورد مطالعه قرار می گیرند: هواشناسی، اقلیم شناسی، زمین شناسی، خاک شناسی، هیدرولوژی، بخش های مختلف گیاه شناسی و جانورشناسی، میکروبیولوژی، و غیره. زاویه مشخصی، تمرکز بر تعاملات اجزای بیوژئوسنوزها با یکدیگر و آشکار کردن الگوهای کلی حاکم بر این برهمکنش‌ها.

موضوع مطالعه بیوژئوسنولوژی زیست ژئوسنوزیس است.

موضوع مطالعه زیست ژئوسنوز، برهمکنش اجزای زیست ژئوسنوزها با یکدیگر و قوانین کلی حاکم بر این فعل و انفعالات است.

2. ترکیب اجزای بیوژئوسنوز

اجزای بیوژئوسنوز فقط در کنار هم وجود ندارند، بلکه به طور فعال با یکدیگر تعامل دارند. اجزای اصلی و اجباری بیوسنوز و اکوتوپ هستند.

بیوسنوز یا جامعه بیولوژیکی - مجموعه ای از سه جزء که با هم زندگی می کنند: پوشش گیاهی (فیتوسنوز)، حیوانات (زوسنوز) و میکروارگانیسم ها (میکروبوسنوز).

هر یک از اجزاء توسط افراد زیادی از گونه های مختلف نشان داده می شود. نقش همه اجزاء: گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها در بیوسنوز متفاوت است.

بنابراین، گیاهان ساختار نسبتاً دائمی بیوسنوز را به دلیل عدم تحرکشان تشکیل می دهند، در حالی که حیوانات نمی توانند به عنوان پایه ساختاری جامعه عمل کنند. میکروارگانیسم ها، اگرچه اکثر آنها به بستر متصل نیستند، با سرعت کم حرکت می کنند. آب و هوا آنها را به طور غیر فعال در فواصل قابل توجهی حمل می کنند.

حیوانات به گیاهان وابسته هستند زیرا نمی توانند مواد آلی را از مواد معدنی بسازند. برخی از میکروارگانیسم‌ها (هم همه سبز و هم تعدادی غیرسبز) از این نظر مستقل هستند، زیرا می‌توانند با استفاده از انرژی نور خورشید یا انرژی آزاد شده در طی واکنش‌های اکسیداسیون شیمیایی، مواد آلی را از مواد معدنی بسازند.

میکروارگانیسم ها (میکروب ها، باکتری ها، تک یاخته ها) نقش مهمی در تجزیه مواد آلی مرده به مواد معدنی دارند، یعنی در فرآیندی که بدون آن وجود طبیعی بیوسنوزها غیرممکن است. میکروارگانیسم های خاک می توانند نقش مهمی در ساختار بیوسنوزهای زمینی ایفا کنند.

تفاوت (بیومورفولوژیکی، اکولوژیکی، عملکردی و غیره) در ویژگی های موجودات تشکیل دهنده این سه گروه به قدری زیاد است که روش های مطالعه آنها تفاوت چشمگیری دارد. بنابراین، وجود سه شاخه دانش - سنوز گیاهی، جانور سن شناسی و میکروبیوسنولوژی، مطالعه فیتوسنوزها، زئوسنوزها و سنوزهای میکروبی کاملاً مشروع است.

اکو تاپ- محل زندگی یا زیستگاه یک بیوسنوز، نوعی فضای "جغرافیایی". از یک طرف توسط خاک با یک زیر خاک مشخص، با بستر جنگلی و همچنین با مقداری هوموس (هوموس) تشکیل می شود. از سوی دیگر، جوی با مقدار معینی از تابش خورشیدی، با مقداری رطوبت آزاد، با محتوای مشخصی از دی اکسید کربن در هوا، ناخالصی های مختلف، ذرات معلق در هوا و غیره، در بیوژئوسنوزهای آبزی، به جای جو، آب نقش محیط در تکامل و وجود موجودات شکی نیست. اجزای منفرد آن (هوا، آب و غیره) و عوامل (دما، تابش خورشید، شیب ارتفاع و غیره) برخلاف اجزای زیستی که توسط ماده زنده نشان داده می شود، اجزای غیر زنده یا غیر زنده نامیده می شوند. V.N. سوکاچف عوامل فیزیکی را به اجزاء نسبت نمی دهد، در حالی که سایر نویسندگان این کار را می کنند (شکل 5).

بیوتوپ- این یک اکوتوپ است که توسط بیوسنوز برای "خود" تبدیل شده است. بیوسنوز و بیوتوپ در وحدت پیوسته عمل می کنند. ابعاد بیوسنوز همیشه با مرزهای بیوتوپ، بنابراین، با مرزهای بیوسنوز به عنوان یک کل منطبق است.

از بین تمام اجزای بیوتوپ، خاک به جزء بیوژنیک بیوژئوسنوز نزدیکتر است، زیرا منشاء آن مستقیماً با ماده زنده مرتبط است. مواد آلی در خاک محصول فعالیت حیاتی بیوسنوز در مراحل مختلف تبدیل است.

اجتماع ارگانیسم ها از همان ابتدای وجود توسط بیوتوپ (در مورد صدف ها، با مرزهای سوله) محدود شده است.

ج) V. Dokuchaev;

د) K. Timiryazev;

ه) K. Möbius.

(پاسخ:ب.)

2. دانشمندی که مفهوم «اکوسیستم» را وارد علم کرد:

الف) A. Tensley;

ب) V. Dokuchaev;

ج) K. Möbius;

د) V. Johansen.

(پاسخ:آ . )

3. جاهای خالی را با نام گروه های عملکردی اکوسیستم و پادشاهی موجودات زنده پر کنید.

موجوداتی که مواد آلی را مصرف می کنند و آن را به اشکال جدید تبدیل می کنند نامیده می شوند. آنها عمدتاً توسط گونه های متعلق به جهان نشان داده می شوند. موجوداتی که مواد آلی را مصرف می کنند و به طور کامل آن را به ترکیبات معدنی تجزیه می کنند نامیده می شوند. آنها توسط گونه های مربوط به ki نشان داده می شوند. موجوداتی که ترکیبات معدنی را مصرف می کنند و با استفاده از انرژی خارجی، مواد آلی را سنتز می کنند. آنها عمدتاً توسط گونه های متعلق به جهان نشان داده می شوند.

(پاسخ ها(به طور متوالی): مصرف کنندگان، حیوانات، تجزیه کننده ها، قارچ ها و باکتری ها، تولید کنندگان، گیاهان.)

4. همه موجودات زنده روی زمین به لطف مواد آلی وجود دارند که عمدتاً توسط:

الف) قارچ

ب) باکتری ها؛

ج) حیوانات؛

د) گیاهان

(پاسخ: G.)

5-کلمات حذف شده را پر کنید.

به مجموعه ای از موجودات از گونه های مختلف که به طور نزدیک به هم مرتبط هستند و در یک منطقه کم و بیش همگن زندگی می کنند نامیده می شود. این شامل: گیاهان، حیوانات. مجموع موجودات و اجزای طبیعت بی جان که با گردش مواد و جریان انرژی در یک مجموعه طبیعی واحد متحد شده اند، یا نامیده می شود.

(پاسخ ها(به طور متوالی): بیوسنوز، قارچ ها و باکتری ها، اکوسیستم، یا بیوژئوسنوز.)

6. از این موجودات، تولیدکنندگان عبارتند از:

الف) گاو

ب) قارچ سفید؛

ج) شبدر قرمز؛

د) یک شخص

(جواب: ج.)

7. از لیست نام حیواناتی را که می توان به مصرف کنندگان مرتبه دوم نسبت داد انتخاب کنید: موش خاکستری، فیل، ببر، آمیب اسهال خونی، عقرب، عنکبوت، گرگ، خرگوش، موش، ملخ، شاهین، خوکچه هندی، تمساح، غاز، روباه، سوف، بز، کبرا، لاک پشت استپی، حلزون انگور، دلفین، سوسک سیب زمینی کلرادو، کرم گاو نر، کانگورو، کفشدوزک، خرس قطبی، زنبور عسل، پشه خون مکنده، سنجاقک، شب پره انگور، شته.

(پاسخ:موش خاکستری، ببر، آمیب اسهال خونی، عقرب، عنکبوت، گرگ، شاهین، کروکودیل، روباه، سوف، کبری، دلفین، کرم نواری، کفشدوزک، خرس قطبی، پشه خونخوار، سنجاقک، کوسه خاکستری.)

8. از میان نام‌های فهرست شده موجودات، تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان و تجزیه کننده‌ها را انتخاب کنید: خرس، گاو نر، بلوط، سنجاب، بولتوس، رز وحشی، ماهی خال مخالی، وزغ، کرم نواری، باکتری‌های پوسیده، بائوباب، کلم، کاکتوس، پنی سیلیوم، مخمر.

(پاسخ:تولید کنندگان - بلوط، گل رز وحشی، بائوباب، کلم، کاکتوس؛ مصرف کنندگان - خرس، گاو نر، سنجاب، ماهی خال مخالی، وزغ، کرم نوار. تجزیه کننده ها - بولتوس، باکتری های پوسیده، پنی سیلیوم، مخمر.)

9. در یک اکوسیستم، جریان اصلی ماده و انرژی منتقل می شود:

(پاسخ:که در . )

10. توضیح دهید که چرا وجود حیات روی زمین بدون باکتری و قارچ غیرممکن است.

(پاسخ:قارچ ها و باکتری ها تجزیه کننده های اصلی اکوسیستم های زمین هستند. آنها مواد آلی مرده را به مواد معدنی تجزیه می کنند که سپس توسط گیاهان سبز مصرف می شود. بنابراین، قارچ‌ها و باکتری‌ها از چرخه عناصر در طبیعت و در نتیجه خود حیات حمایت می‌کنند.)

11. توضیح دهید که چرا نگهداری ماهیان گیاهخوار در حوضچه های خنک کننده نیروگاه های حرارتی به صرفه است.

(پاسخ:این حوضچه ها به شدت پوشیده از پوشش گیاهی آبزی هستند، در نتیجه آب موجود در آنها راکد می شود که خنک شدن فاضلاب را مختل می کند. ماهی ها همه گیاهان را می خورند و به خوبی رشد می کنند.)

12. جاندارانی را که مولد هستند، اما به قلمرو گیاهی تعلق ندارند نام ببرید.

(پاسخ:تک یاخته های تاژک دار فتوسنتزی (به عنوان مثال، اوگلنا سبز)، باکتری های شیمیایی، سیانوباکتری ها.

13. موجوداتی که در حفظ چرخه بسته عناصر بیوژنیک (نیتروژن، کربن، اکسیژن و غیره) مطلقاً ضروری نیستند:

الف) تولیدکنندگان؛

ب) مصرف کنندگان؛

ج) کاهنده ها

مفهوم اکوسیستم. دکترین بیوژئوسنوز

جوامع موجودات زنده با نزدیکترین پیوندهای مادی و انرژی با محیط غیر آلی مرتبط هستند. گیاهان تنها به دلیل عرضه مداوم دی اکسید کربن، آب، اکسیژن و نمک های معدنی می توانند وجود داشته باشند. هتروتروف ها از اتوتروف ها زندگی می کنند، اما به ترکیبات معدنی مانند اکسیژن و آب نیاز دارند. در هر زیستگاه خاص، اگر این ذخایر تجدید نشوند، ذخایر ترکیبات معدنی لازم برای حفظ فعالیت حیاتی موجودات ساکن در آن برای مدت کوتاهی کافی خواهد بود. بازگشت عناصر بیوژنیک به محیط، هم در طول حیات موجودات (در اثر تنفس، دفع، دفع مدفوع) و هم پس از مرگ آنها در نتیجه تجزیه اجساد و بقایای گیاهی اتفاق می افتد. بنابراین، جامعه یک سیستم معین را با محیط معدنی تشکیل می دهد که در آن جریان اتم ها، ناشی از فعالیت حیاتی موجودات، در یک چرخه بسته می شود.

مفهوم اکوسیستم.به هر مجموعه ای از موجودات و اجزای معدنی که گردش مواد در آن انجام می شود گفته می شود. زیست بوم.این اصطلاح در سال 1935 توسط بوم‌شناس انگلیسی A. Tansley پیشنهاد شد و تاکید کرد که با این رویکرد عوامل معدنی و آلی به عنوان اجزای مساوی عمل می‌کنند و نمی‌توان موجودات را از محیط خاص آنها جدا کرد. الف.تانسلی اکوسیستم ها را واحدهای اساسی طبیعت در سطح زمین می دانست، اگرچه حجم مشخصی ندارند و می توانند فضایی با هر طولی را پوشش دهند.

برای حفظ گردش مواد در سیستم، لازم است انباری از مولکول‌های معدنی به شکل قابل جذب و سه گروه اکولوژیکی مختلف از ارگانیسم‌ها وجود داشته باشد: تولیدکننده، مصرف‌کننده و تجزیه‌کننده.

تهیه کنندگانموجودات اتوتروف می توانند بدن خود را با هزینه ترکیبات معدنی بسازند. مصرف کنندگان - این موجودات هتروتروف هستند که مواد آلی تولیدکنندگان یا سایر مصرف کنندگان را مصرف می کنند و آن را به اشکال جدید تبدیل می کنند. تجزیه کننده ها به قیمت مواد آلی مرده زندگی می کنند و دوباره آن را به ترکیبات معدنی تبدیل می کنند. این طبقه بندی نسبی است، زیرا هم مصرف کنندگان و هم خود تولیدکنندگان تا حدی به عنوان تجزیه کننده عمل می کنند و محصولات متابولیکی معدنی را در طول زندگی خود در محیط آزاد می کنند.

در اصل، گردش اتم ها را می توان در سیستم بدون پیوند میانی - مصرف کنندگان، به دلیل فعالیت دو گروه دیگر حفظ کرد. با این حال، چنین اکوسیستم هایی به احتمال زیاد به عنوان استثنا رخ می دهند، برای مثال، در مناطقی که جوامع تنها از میکروارگانیسم ها تشکیل شده اند. نقش مصرف کنندگان در طبیعت عمدتاً توسط حیوانات انجام می شود، فعالیت های آنها برای حفظ و تسریع مهاجرت چرخه ای اتم ها در اکوسیستم ها پیچیده و متنوع است.

مقیاس اکوسیستم در طبیعت بسیار متفاوت است. درجه بسته شدن چرخه های ماده حفظ شده در آنها نیز یکسان نیست، یعنی دخالت چندگانه اتم های مشابه در چرخه ها. به عنوان اکوسیستم های جداگانه، می توان به عنوان مثال، بالشی از گلسنگ ها روی تنه درخت، و یک کنده در حال فروپاشی با جمعیت آن، و یک مخزن کوچک موقت، چمنزار، جنگل، استپ، بیابان، کل اقیانوس و در نهایت تمام سطح زمین توسط حیات اشغال شده است.

در برخی از انواع اکوسیستم ها، حذف مواد خارج از مرزهای آنها به حدی است که پایداری آنها عمدتاً به دلیل هجوم همان مقدار ماده از خارج حفظ می شود، در حالی که گردش داخلی بی اثر است. اینها مخازن جاری، رودخانه ها، نهرها، مناطقی در دامنه های تند کوه ها هستند. سایر اکوسیستم ها گردش بسیار کامل تری از مواد دارند و نسبتاً مستقل هستند (جنگل ها، مراتع، استپ ها در مناطق مرتفع، دریاچه ها و غیره). با این حال، هیچ یک، حتی بزرگترین اکوسیستم زمین چرخه کاملاً بسته ای ندارد. قاره ها به شدت ماده را با اقیانوس ها مبادله می کنند و جو نقش زیادی در این فرآیندها دارد و کل سیاره ما مقداری از ماده را از فضا دریافت می کند و مقداری را به فضا می دهد.

مطابق با سلسله مراتب جوامع، زندگی روی زمین نیز در سلسله مراتب اکوسیستم های مربوطه متجلی می شود. سازماندهی اکوسیستمی حیات یکی از شرایط لازم برای وجود آن است. ذخایر عناصر بیوژنیک، که بدن موجودات زنده از آنها ساخته شده است، در کل زمین و در هر منطقه خاص روی سطح آن نامحدود نیست. فقط یک سیستم از چرخه ها می تواند به این ذخایر خاصیت بی نهایتی بدهد که برای ادامه حیات ضروری است. فقط گروه‌های مختلف موجودات از نظر عملکردی می‌توانند چرخه را پشتیبانی و اجرا کنند. بنابراین، تنوع عملکردی و اکولوژیکی موجودات زنده و سازماندهی جریان مواد استخراج شده از محیط به چرخه ها، کهن ترین ویژگی حیات است.

دکترین بیوژئوسنوز.به موازات توسعه مفهوم اکوسیستم ها، دکترین بیوژئوسنوزها با موفقیت در حال توسعه است که نویسنده آن آکادمیک V.N. Sukachev (1942) بود.

"بیوژئوسنوز- مجموعه ای از پدیده های طبیعی همگن (اتمسفر، سنگ ها، پوشش گیاهی، حیات وحش و دنیای میکروارگانیسم ها، خاک و شرایط هیدرولوژیکی) در گستره شناخته شده ای از سطح زمین که برهم کنش خاص خود را از این اصطلاحات اجزای آن و یک نوع خاصی از مبادله مواد و انرژی بین خود و دیگران پدیده های طبیعت و نمایانگر یک وحدت متناقض درونی است که در حرکت دائمی و توسعه است "(V. N. Sukachev, 1964).

«اکوسیستم» و «بیوژئوسنوز» اساساً مفاهیم نزدیک به هم هستند، اما اگر اولین آنها برای اشاره به سیستم‌هایی که چرخه‌هایی با هر رتبه‌ای را ارائه می‌کنند قابل استفاده باشد، «بیوژئوسنوز» یک مفهوم سرزمینی است و به چنین مناطقی اشاره دارد که توسط برخی از زمین‌ها اشغال شده‌اند. واحدهای پوشش گیاهی - فیتوسنوزها. علم بیوژئوسنوز - بیوژئوسنولوژی - از ژئوبوتانی رشد کرده و با هدف مطالعه عملکرد اکوسیستم ها در شرایط چشم انداز خاص، بسته به ویژگی های خاک، امداد، ماهیت محیط زیست ژئوسنوزیس و اجزای اصلی آن - سنگ ها، حیوانات، گیاهان، میکروارگانیسم ها است.

در بیوژئوسنوز، V.N. Sukachev دو بلوک را متمایز کرد: اکوتوپ -مجموعه شرایط محیط غیر زنده و بیوسنوزمجموع همه موجودات زنده است.

اکو تاپاغلب به عنوان یک محیط غیر زنده در نظر گرفته می شود که توسط گیاهان تغییر شکل نمی دهد (مجموعه اولیه عوامل محیط فیزیکی و جغرافیایی)، اما بیوتوپ- به عنوان مجموعه ای از عناصر محیط غیر زنده، که توسط فعالیت های تشکیل دهنده محیط موجودات زنده تغییر یافته است. در ترکیب داخلی بیوژئوسنوز، واحدهای ساختاری و عملکردی مانند بسته ها متمایز می شوند (این اصطلاح توسط N.V. Dylis پیشنهاد شده است). بسته های بیوژئوسنوتیک شامل گیاهان، جمعیت جانوران، میکروارگانیسم ها، مواد آلی مرده، خاک و اتمسفر در کل ضخامت عمودی بیوژئوسنوز است که موزاییک داخلی آن را ایجاد می کند. بسته های بیوژئوسنوتیک از نظر پوشش گیاهی از نظر بصری متفاوت هستند: ارتفاع و تراکم لایه ها، ترکیب گونه ها، وضعیت زندگی و محدوده سنی جمعیت گونه های غالب. گاهی اوقات آنها به خوبی با ترکیب، ساختار و ضخامت بستر جنگل مشخص می شوند. آنها معمولاً از روی گیاهانی که در طبقات مختلف غالب هستند نامگذاری می شوند. به عنوان مثال، در یک جنگل بلوط صنوبر مودار، می توان قطعاتی مانند صنوبر-مودار-جنگ، صنوبر-اگزالیس، سرخس بزرگ در پنجره های لایه درخت، بلوط-شیرین، بلوط-اسپن-ریه، توس را تشخیص داد. -صنوبر-پوشش مرگ، آسپن-خرطومی و غیره

هر بسته خاص خود را دارد اقلیم گیاهیدر بهار، برف در بسته‌های صنوبر سایه‌دار بیشتر از مناطق زیر درختان برگ‌ریز یا در پنجره‌ها باقی می‌ماند. بنابراین، زندگی فعال در بسته ها در بهار در زمان های مختلف رخ می دهد و پردازش ریزه ها نیز با نرخ های متفاوتی انجام می شود. مرزهای بین بسته ها می تواند نسبتاً واضح یا مبهم باشد. این رابطه هم در نتیجه شرطی شدن شرایط محیطی (تبادل حرارتی، تغییر در روشنایی، توزیع مجدد بارش و غیره) و هم در نتیجه تبادل مواد و انرژی انجام می شود. پراکندگی بستر گیاهان، انتقال گرده ها، هاگ ها، دانه ها و میوه ها توسط جریان هوا و حیوانات، حرکت حیوانات، رواناب سطحی بارش و آب ذوب، مواد معدنی و آلی متحرک وجود دارد. همه اینها از بیوژئوسنوز به عنوان یک اکوسیستم واحد و ناهمگن داخلی پشتیبانی می کند.

نقش بسته های مختلف در ساختار و عملکرد بیوژئوسنوزها یکسان نیست، بزرگترین بسته ها که فضاها و حجم های زیادی را اشغال می کنند، نامیده می شوند. پایه ای.تعداد کمی از آنها وجود دارد. آنها ظاهر و ساختار بیوژئوسنوز را تعیین می کنند. بسته های کوچک نامیده می شود مکمل.تعداد آنها همیشه بیشتر است. برخی از بسته ها پایدارتر هستند، برخی دیگر در معرض تغییرات قابل توجه و سریع هستند. همانطور که گیاهان بالغ می شوند و پیر می شوند، بسته ها می توانند ترکیب و ساختار، ریتم های رشد فصلی را تا حد زیادی تغییر دهند و به روش های مختلف در چرخه مواد شرکت کنند.

برنج. 145.پنجره های تجدید گونه های اصلی در بیوژئوسنوز جنگل (طبق گفته O. V. Smirnova، 1998)

ماهیت موزاییکی بیوژئوسنوزهای جنگلی و ظهور بسته های جدید اغلب با تشکیل پنجره ها در جنگل ها همراه است، به عنوان مثال، نقض لایه درخت به دلیل سقوط درختان قدیمی، شیوع آفات انبوه - حشرات، حمله قارچی، و فعالیت ونجلات بزرگ. ایجاد چنین موزاییکی برای وجود پایدار جنگل و تجدید گونه‌های درختی غالب که زیر رویش اغلب نمی‌تواند در زیر تاج‌های والدین رشد کند، کاملاً ضروری است، زیرا به شرایط نوری متفاوت و تغذیه معدنی نیاز دارد. از سرگیری ویندوزبرای نژادهای مختلف باید وسعت فضایی کافی داشته باشد (شکل 145). در جنگل های پهن برگ اروپای شرقی، هیچ گونه ای نمی تواند در پنجره های متناسب با پیش بینی تاج های یک یا دو درخت بالغ میوه دهی کند. حتی مقاوم ترین آنها به سایه - راش ها، افرا - به بسته های نورانی 400-600 متر مربع نیاز دارند و رشد کامل گونه های نور دوست - بلوط، خاکستر، آسپن را می توان تنها در پنجره های بزرگ حداقل 1500-2000 تکمیل کرد. متر 2.

بر اساس مطالعه دقیق ساختار و عملکرد بیوژئوسنوزها در اکولوژی، الف مفهوم سازماندهی چرخه ای موزاییک اکوسیستم ها از این منظر، وجود پایدار بسیاری از گونه‌ها در یک اکوسیستم به دلیل اختلالات دائمی زیستگاه طبیعی در آن به دست می‌آید که به نسل‌های جدید اجازه می‌دهد فضای تازه خالی را اشغال کنند.

بیوژئوسنولوژی سطح زمین را شبکه‌ای از بیوژئوسنوزهای همسایه می‌داند که از طریق مهاجرت مواد به هم متصل شده‌اند، اما با این وجود، هرچند به درجات مختلف، در چرخه‌های خود مستقل و خاص هستند. ویژگی های خاص سایت اشغال شده توسط biogeocenosis به آن اصالت می بخشد و آن را از سایرین متمایز می کند.

هر دو مفهوم - اکوسیستم ها و بیوژئوسنوزها - مکمل و غنی سازی یکدیگر هستند و به ما امکان می دهند روابط عملکردی جوامع و محیط معدنی آنها را در جنبه های مختلف و از دیدگاه های مختلف در نظر بگیریم.