Pojam ekosustava. Doktrina biogeocenoza

Pojam "ekosustava" uveo je 1935. godine engleski botaničar A. Tansley. Ovim izrazom označio je svaku skupinu organizama koji žive zajedno, kao i njihov okoliš. Njegova definicija naglašava prisutnost međuovisnosti, odnosa, uzročno-posljedičnih odnosa koji postoje između abiotičkog okoliša i biološke zajednice, spajajući ih u određenu funkcionalnu cjelinu. Ekosustav je, prema biolozima, skup svih vrsta populacija različitih vrsta koje žive na zajedničkom teritoriju, kao i neživi okoliš koji ih okružuje.

Biogeocenoza je prirodna formacija koja ima jasne granice. Sastoji se od skupa biocenoza (živih bića) koji zauzimaju određeno mjesto. Na primjer, za vodene organizme ovo mjesto je voda, za one koji žive na kopnu to je atmosfera i tlo. U nastavku ćemo pogledati što će vam pomoći da shvatite o čemu se radi. Detaljno ćemo opisati ove sustave. Naučit ćete njihovu strukturu, koje vrste postoje i kako se mijenjaju.

Biogeocenoza i ekosustav: razlike

U određenoj su mjeri pojmovi "ekosustava" i "biogeocenoze" nedvosmisleni. Međutim, oni se ne podudaraju uvijek u volumenu. Biogeocenoza i ekosustav povezuju se kao manje širok i širi pojam. Ekosustav nije povezan s određenim ograničenim područjem zemljine površine. Ovaj se koncept može primijeniti na sve stabilne sustave neživih i živih komponenti u kojima se odvija unutarnje i vanjsko kruženje energije i tvari. Ekosustavi, na primjer, uključuju kap vode s mikroorganizmima u njoj, lonac za cvijeće, akvarij, biofilter, aeracijski spremnik i svemirski brod. Ali ne mogu se nazvati biogeocenozama. Ekosustav također može sadržavati nekoliko biogeocenoza. Pogledajmo neke primjere. Moguće je razlikovati biogeocenoze oceana i biosfere u cjelini, kontinentu, pojasu, zemljišno-klimatskoj regiji, zoni, pokrajini, okrugu. Stoga se ne može svaki ekosustav smatrati biogeocenozom. To smo utvrdili gledajući primjere. Ali svaka se biogeocenoza može nazvati ekološkim sustavom. Nadamo se da sada razumijete specifičnosti ovih koncepata. "Biogeocenoza" i "ekosustav" često se koriste kao sinonimi, ali ipak postoji razlika među njima.

Značajke biogeocenoze

Mnoge vrste obično žive u nekom od ograničenih prostora. Između njih se uspostavlja složen i trajan odnos. Drugim riječima, različite vrste organizama koje egzistiraju u određenom prostoru, karakterizirane skupom posebnih fizikalnih i kemijskih uvjeta, predstavljaju složen sustav koji duže ili manje dugo opstaje u prirodi. Pojašnjavajući definiciju, napominjemo da je biogeocenoza zajednica organizama različitih vrsta (povijesno uspostavljenih), koji su usko povezani jedni s drugima i s okolinom, razmjenom energije i tvari. Specifičnost biogeocenoze je da je prostorno ograničena i dosta homogena u sastavu vrsta živih bića koja u njoj ulaze, kao iu kompleksu različitih. Postojanje kao cjeloviti sustav osigurava stalnu opskrbu tog kompleksa sunčevom energijom. . U pravilu se granica biogeocenoze utvrđuje duž granice fitocenoze (biljne zajednice), koja je njezina najvažnija komponenta. Ovo su njegove glavne karakteristike. Uloga biogeocenoze je velika. Na njegovoj razini odvijaju se svi procesi protoka energije i kruženja tvari u biosferi.

Tri skupine biocenoza

Glavnu ulogu u međudjelovanju njegovih različitih sastavnica ima biocenoza, odnosno živa bića. Dijele se prema svojim funkcijama u 3 skupine - razlagači, konzumenti i proizvođači - i blisko sudjeluju s biotopom (neživom prirodom) i međusobno. Ova živa bića ujedinjuju prehrambene veze koje postoje među njima.

Proizvođači su skupina autotrofnih živih organizama. Trošeći energiju sunčeve svjetlosti i minerale iz biotopa, stvaraju primarne organske tvari. U ovu skupinu spadaju neke bakterije, ali i biljke.

Dekompozitori razgrađuju ostatke mrtvih organizama, a također razgrađuju organske tvari u anorganske tvari, vraćajući tako mineralne tvari koje su proizvođači “uklonili” u biotop. To su npr. neke vrste jednoćelijskih gljiva i bakterija.

Dinamička ravnoteža sustava

Vrste biogeocenoza

Biogeocenoza može biti prirodna i umjetna. Tipovi potonjih uključuju agrobiocenoze i urbane biogeocenoze. Pogledajmo pobliže svaki od njih.

Prirodna biogeocenoza

Napomenimo da je svaka prirodna biogeocenoza sustav koji se razvijao u dugom vremenskom razdoblju – tisućama i milijunima godina. Dakle, svi njegovi elementi su "ubruseni" jedan u drugi. To dovodi do činjenice da je otpornost biogeocenoze na različite promjene koje se događaju u okolišu vrlo visoka. "Snaga" ekosustava nije neograničena. Duboke i nagle promjene životnih uvjeta, smanjenje broja vrsta organizama (na primjer, kao rezultat velikog ribolova komercijalnih vrsta) dovode do činjenice da se ravnoteža može poremetiti i uništiti. U tom slučaju dolazi do promjene biogeocenoza.

Agrobiocenoze

Agrobiocenoze su posebne zajednice organizama koje se razvijaju na površinama koje ljudi koriste u poljoprivredne svrhe (zasadi, usjevi kulturnih biljaka). Proizvođači (biljke), za razliku od prirodnih biogeocenoza, ovdje su zastupljeni jednom vrstom usjeva koje uzgaja čovjek, kao i određenim brojem korovskih vrsta. Raznolikost (glodavci, ptice, kukci itd.) određuje vegetacijski pokrov. To su vrste koje se mogu hraniti biljkama koje rastu na području agrobiocenoza, kao i biti u uvjetima njihovog uzgoja. Ovi uvjeti određuju prisutnost drugih vrsta životinja, biljaka, mikroorganizama i gljiva.

Agrobiocenoza ovisi prije svega o ljudskim aktivnostima (gnojidba, mehanička obrada tla, navodnjavanje, tretiranje pesticidima i dr.). Stabilnost biogeocenoze ove vrste je slaba - vrlo brzo će se srušiti bez ljudske intervencije. Djelomično je to zbog činjenice da su kultivirane biljke puno zahtjevnije od samoniklih. Stoga im ne mogu konkurirati.

Urbane biogeocenoze

Urbane biogeocenoze su od posebnog interesa. Ovo je druga vrsta antropogenog ekosustava. Primjer su parkovi. Glavni su, kao iu slučaju agrobiocenoza, antropogeni. Sastav vrsta biljaka određuje čovjek. On ih sadi, njeguje i obrađuje. Promjene u vanjskom okruženju najizraženije su u gradovima - porast temperature (od 2 do 7 °C), specifičnosti sastava tla i atmosfere, poseban režim vlažnosti, svjetlosti i djelovanja vjetra. Svi ti čimbenici tvore urbane biogeocenoze. Radi se o vrlo zanimljivim i specifičnim sustavima.

Primjeri biogeocenoza su brojni. Različiti sustavi međusobno se razlikuju po vrstnom sastavu organizama, kao i po svojstvima okoliša u kojem žive. Primjeri biogeocenoze, na kojima ćemo se detaljnije zadržati, su listopadna šuma i ribnjak.

Listopadna šuma kao primjer biogeocenoze

Listopadna šuma je složen ekološki sustav. Biogeocenoza u našem primjeru uključuje biljne vrste kao što su hrastovi, bukve, lipe, grabovi, breze, javorovi, oskoruše, jasike i drugo drveće čije lišće opada u jesen. U šumi se ističe nekoliko njihovih slojeva: nisko i visoko drveće, mahovina, trava, grmlje. Biljke koje nastanjuju gornje slojeve više vole svjetlost. Oni podnose fluktuacije vlažnosti i temperature bolje od predstavnika nižih slojeva. Mahovine, trave i grmlje otporne su na sjenu. Postoje ljeti u sumraku koji nastaje nakon što se lišće otvori. Stelja leži na površini tla. Nastaje od poluraspadnutih ostataka, grančica grmlja i drveća, otpalog lišća i mrtve trave.

Šumske biogeocenoze, uključujući i listopadne šume, odlikuju se bogatom faunom. U njima obitavaju brojni glodavci, grabežljivci (medvjed, jazavac, lisica) i kukcojedi. Tu su i sisavci koji žive na drveću (vjeverica, vjeverica, ris). Srna, los i jelen spadaju u skupinu velikih biljojeda. Veprovi su široko rasprostranjeni. Ptice se gnijezde u različitim slojevima šume: na deblima, u grmlju, na tlu ili na krošnjama drveća te u dupljama. Postoje mnogi kukci koji se hrane lišćem (na primjer, gusjenice), kao i drvetom (potkornjaci). Osim insekata, gornji slojevi tla, kao i stelja, sadrže ogroman broj drugih kralježnjaka (krpelji, gliste, ličinke insekata), mnoge bakterije i gljivice.

Ribnjak kao biogeocenoza

Razmotrimo sada ribnjak. Ovo je primjer biogeocenoze u kojoj je životna sredina organizama voda. Velike plutajuće ili ukorijenjene biljke (jezernjak, lopoč, trska) naseljavaju se u plitkim vodama ribnjaka. Male plutajuće biljke raspoređene su po vodenom stupcu, sve do dubine u koju prodire svjetlost. To su uglavnom alge koje se nazivaju fitoplankton. Ponekad ih ima puno, zbog čega voda postaje zelena i "cvjeta". U fitoplanktonu se nalaze razne modrozelene, zelene i dijatomejske alge. Punoglavci, ličinke insekata i rakovi hrane se biljnim ostacima ili živim biljkama. Ribe i grabežljivi kukci jedu male životinje. A biljojede i manje grabežljive ribe love velike grabežljive ribe. Organizmi koji razgrađuju organsku tvar (gljive, flagele, bakterije) rasprostranjeni su po cijelom ribnjaku. Posebno ih je mnogo na dnu, jer se ovdje nakupljaju ostaci mrtvih životinja i biljaka.

Usporedba dvaju primjera

Uspoređujući primjere biogeocenoze, vidimo koliko su ekosustavi ribnjaka i šume različiti u sastavu vrsta i izgledu. To je zbog činjenice da organizmi koji ih nastanjuju imaju različita staništa. U ribnjaku su voda i zrak, u šumi tlo i zrak. Ipak, funkcionalne skupine organizama su iste vrste. U šumi proizvođači su mahovine, trave, grmlje i drveće; U ribnjaku ima algi i plutajućih biljaka. U šumi potrošači su kukci, ptice, životinje i drugi beskralježnjaci koji obitavaju u stelji i tlu. Konzumenti u ribnjaku su različiti vodozemci, kukci, rakovi, grabežljive ribe i biljojedi. U šumi su razlagači (bakterije i gljive) zastupljeni kopnenim oblicima, au ribnjaku - vodenim. Napomenimo i da su i bara i listopadna šuma prirodna biogeocenoza. Gore smo naveli primjere umjetnih.

Zašto se biogeocenoze međusobno zamjenjuju?

Biogeocenoza ne može postojati vječno. Neizbježno će prije ili kasnije biti zamijenjen drugim. To se događa kao posljedica promjena u okolišu od strane živih organizama, pod utjecajem čovjeka, u procesu evolucije i promjenjivim klimatskim uvjetima.

Primjer promjene biogeocenoze

Razmotrimo, kao primjer, slučaj kada živi organizmi sami uzrokuju promjenu ekosustava. Ovo je kolonizacija stijena vegetacijom. Trošenje stijena od velike je važnosti u prvim fazama ovog procesa: djelomično otapanje minerala i promjena njihovih kemijskih svojstava, razaranje. U početnim fazama vrlo važnu ulogu igraju prvi doseljenici: alge, bakterije, plavozelene. Proizvođači su slobodnoživuće alge i lišajevi. Oni stvaraju organsku tvar. Modrozeleni uzimaju dušik iz zraka i njime ga obogaćuju u okolišu koji je još nepogodan za život. Lišajevi otapaju stijene izlučevinama organskih kiselina. Oni doprinose postupnom nakupljanju elemenata mineralne prehrane. Gljive i bakterije uništavaju organske tvari koje stvaraju proizvođači. Potonji nisu potpuno mineralizirani. Postupno se nakuplja smjesa koja se sastoji od mineralnih i organskih spojeva te biljnih ostataka obogaćenih dušikom. Stvoreni su uvjeti za postojanje grmolikih lišajeva i mahovina. Ubrzava se proces nakupljanja dušika i organske tvari, te se stvara tanak sloj tla.

Formira se primitivna zajednica koja može egzistirati u ovom nepovoljnom okruženju. Prvi doseljenici bili su dobro prilagođeni teškim uvjetima stijena - izdržali su mraz, vrućinu i suhoću. Postupno mijenjaju svoje stanište, stvarajući uvjete za formiranje novih populacija. Nakon pojave zeljastih biljaka (djetelina, trava, šaševa, zvončića i dr.) pojačava se konkurencija za hranjiva, svjetlost i vodu. U ovoj borbi, pionirske doseljenike zamjenjuju nove vrste. Grmlje se smjesti iza bilja. Oni svojim korijenjem drže tlo u nastajanju zajedno. Šumske zajednice zamjenjuju zajednice trava i grmlja.

Tijekom dugog procesa razvoja i mijenjanja biogeocenoze, broj vrsta živih organizama koji su u njoj uključeni postupno se povećava. Zajednica postaje sve složenija, sve više razgranata.Povećava se raznolikost veza koje postoje među organizmima. Zajednica sve potpunije koristi resurse okoliša. Tako se pretvara u zrelu, koja je dobro prilagođena uvjetima okoline i ima samoregulaciju. U njemu se populacije vrsta dobro razmnožavaju i ne zamjenjuju ih druge vrste. Opisana promjena biogeocenoza traje tisućama godina. Međutim, postoje promjene koje se događaju pred očima samo jedne generacije ljudi. Na primjer, ovo je zarastanje malih vodenih tijela.

Dakle, razgovarali smo o tome što je biogeocenoza. Gore navedeni primjeri s opisima daju jasnu ideju o tome. Sve o čemu smo govorili važno je za razumijevanje ove teme. Vrste biogeocenoza, njihova struktura, značajke, primjeri - sve to treba proučavati kako bi ih potpuno razumjeli.

1. Pojam biogeocenoze i biogeocenologije

U svom svakodnevnom životu, osoba se stalno mora baviti određenim područjima prirodnih kompleksa koji ga okružuju: područjima polja, livada, močvara i rezervoara. Svako područje zemljine površine ili prirodni kompleks treba smatrati određenom prirodnom cjelinom, gdje su sva vegetacija, fauna i mikroorganizmi, tlo i atmosfera usko povezani i međusobno djeluju. Taj se odnos mora uzeti u obzir pri svakom gospodarskom korištenju prirodnih resursa (biljnih, životinjskih, tla itd.).

Prirodni kompleksi u kojima se vegetacija u potpunosti formirala i koji mogu postojati sami, bez uplitanja čovjeka, a ako ih osoba ili nešto drugo poremeti, obnovit će se i to po određenim zakonitostima. Takvi prirodni kompleksi su biogeocenoze.

Najsloženije i najvažnije prirodne biogeocenoze su šume. Ni u jednom prirodnom kompleksu, ni u jednom tipu vegetacije ti odnosi nisu izraženi tako oštro i tako mnogostrano kao u šumi.

Šuma predstavlja najsnažniji “film života”. Šume imaju dominantnu ulogu u sastavu biljnog pokrova Zemlje. Pokrivaju gotovo trećinu kopnene površine planeta - 3,9 milijardi hektara. Ako uzmemo u obzir da pustinje, polupustinje i tundre zauzimaju oko 3,8 milijardi hektara, a više od 1 milijarde hektara otpada na pusto, izgrađeno i drugo neproduktivno zemljište, postaje očito koliko je velika važnost šuma u formiranju prirodnih kompleksa i funkcija koje obavljaju žive tvari na Zemlji. Masa organske tvari koncentrirane u šumama iznosi 1017–1018 tona, što je 5–10 puta više od mase cjelokupne zeljaste vegetacije.

Zbog toga je posebna važnost bila i ostaje davana biogeocenološkim studijama šumskih sustava, a pojam "biogeocenoza" predložio je akademik V.N. Sukačev u kasnim 30-ima. 20. stoljeće u odnosu na šumske ekosustave. Ali to vrijedi u odnosu na bilo koji prirodni ekosustav u bilo kojem geografskom području Zemlje.

Definicija biogeocenoze prema V. N. Sukačevu (1964: 23) klasičnom - „... to je skup jednorodnih prirodnih pojava na određenom dijelu zemljine površine (atmosfera, stijene, vegetacija, fauna i svijet mikroorganizama, tlo i hidrološki uvjeti), koji ima posebnu specifičnost međudjelovanja ovih sastavnica koje ga čine i određene vrste metabolizma i energije: međusobno i s drugim prirodnim pojavama i predstavljaju unutarnje proturječno jedinstvo, u stalnom kretanju i razvoju...”

Ova definicija odražava svu bit biogeocenoze, značajke i karakteristike svojstvene samo njoj:

biogeocenoza mora biti homogena u svim aspektima: živa i neživa tvar: vegetacija, fauna, naseljenost tla, reljef, matična stijena, svojstva tla, dubina i režimi podzemnih voda;

Svaku biogeocenozu karakterizira prisutnost posebne, jedinstvene vrste metabolizma i energije,

Sve komponente biogeocenoze karakterizira jedinstvo života i njegove okoline, tj. Značajke i obrasci životne aktivnosti biogeocenoze određeni su njegovim staništem, stoga je biogeocenoza geografski koncept.

Osim toga, svaka specifična biogeocenoza mora:

Biti homogen u svojoj povijesti;

Biti relativno dugotrajno obrazovanje;

Jasno se razlikuju u vegetaciji od susjednih biogeocenoza, a te razlike moraju biti prirodne i ekološki objašnjive.

Primjeri biogeocenoza:

Mješovita hrastova šuma u podnožju deluvijalne padine južne ekspozicije na planinskom smeđešumskom srednje ilovastom tlu;

Travnata livada u udubini na ilovastim tresetnim tlima,

Mješovitotravna livada na visokoj riječnoj plavnoj ravnici na poplavnom zemljano-slatom srednje ilovastom tlu,

Lišaj ariša na Al-Fe-humusno-podzolastim tlima,

Mješovita šuma širokog lišća s vegetacijom liana na sjevernoj padini na smeđim šumskim tlima itd.

Jednostavnija definicija:“Biogeocenoza je cjelokupni skup vrsta i cijeli skup komponenti nežive prirode koji određuju postojanje danog ekosustava, uzimajući u obzir neizbježan antropogeni utjecaj.” Najnoviji dodatak, uzimajući u obzir neizbježan antropogeni utjecaj, danak je modernosti. Za vrijeme V.N. Sukacheva nije bilo potrebe klasificirati antropogeni čimbenik kao glavni čimbenik koji stvara okoliš, kao što je to sada.

Područje znanja o biogeocenozama naziva se biogeocenologija. Da biste kontrolirali prirodne procese, morate poznavati zakone kojima oni podliježu. Ove zakonitosti proučavaju brojne znanosti: meteorologija, klimatologija, geologija, tloznanstvo, hidrologija, razni odsjeci botanike i zoologije, mikrobiologija itd. Biogeocenologija generalizira, sintetizira rezultate navedenih znanosti iz određenog kuta, obraćajući primarnu pozornost na međusobnim interakcijama komponenti biogeocenoza i otkrivanju općih obrazaca koji upravljaju tim interakcijama.

Predmet proučavanja biogeocenologije je biogeocenoza.

Predmet proučavanja biogeocenologije je međusobno djelovanje komponenti biogeocenoza i opći zakoni koji upravljaju tim međudjelovanjem.

2. Komponentni sastav biogeocenoza

Komponente biogeocenoze ne samo da postoje jedna pored druge, već aktivno djeluju jedna na drugu. Glavne i obvezne komponente su biocenoza i ekotop.

Biocenoza ili biološka zajednica skup je tri komponente koje žive zajedno: vegetacije (fitocenoza), životinja (zoocenoza) i mikroorganizama (mikrobocenoza).

Svaku komponentu predstavljaju mnoge jedinke različitih vrsta. Uloga svih komponenti: biljaka, životinja i mikroorganizama u biocenozi je različita.

Dakle, biljke zbog svoje nepokretnosti tvore relativno stalnu strukturu biocenoze, dok životinje ne mogu poslužiti kao strukturna osnova zajednice. Mikroorganizmi, iako većina nije pričvršćena za podlogu, kreću se malom brzinom; voda i zrak ih pasivno prenose na znatne udaljenosti.

Životinje ovise o biljkama jer ne mogu izgraditi organsku tvar od anorganske. Neki mikroorganizmi (svi zeleni i određeni broj nezelenih) su u tom pogledu autonomni, jer su sposobni izgraditi organsku tvar od anorganske koristeći energiju sunčeve svjetlosti ili energiju koja se oslobađa tijekom kemijskih oksidacijskih reakcija.

Mikroorganizmi (mikrobi, bakterije, protozoe) imaju veliku ulogu u razgradnji mrtvih organskih tvari u mineralne, odnosno u procesu bez kojeg bi bilo nemoguće normalno postojanje biocenoza. Mikroorganizmi tla mogu igrati značajnu ulogu u strukturi kopnenih biocenoza.

Razlike (biomorfološke, ekološke, funkcionalne itd.) u svojstvima organizama koji čine te tri skupine tolike su da se metode njihova proučavanja izrazito razlikuju. Stoga je sasvim legitimno postojanje triju grana znanja - fitocenologije, zoocenologije i mikrocenologije, koje proučavaju fitocenoze, odnosno zoocenoze i mikrobiocenoze.

Ecotop– mjesto života ili stanište biocenoze, svojevrsni “geografski” prostor. Formira se s jedne strane tlom s karakterističnim podzemljem, sa šumskom steljom, kao i s jednom ili drugom količinom humusa (humusa); s druge, atmosfera s određenom količinom sunčevog zračenja, s određenom količinom slobodne vlage, s karakterističnim sadržajem ugljičnog dioksida, raznih nečistoća, aerosola i sl. u zraku, u vodenim biogeocenozama, umjesto atmosfere, ima vode. Uloga okoliša u evoluciji i postojanju organizama je neupitna. Njegovi pojedini dijelovi (zrak, voda itd.) i čimbenici (temperatura, sunčevo zračenje, visinski gradijenti itd.) nazivaju se abiotičkim ili neživim komponentama, za razliku od biotičkih komponenti koje predstavlja živa tvar. V.N. Sukačev nije klasificirao fizikalne faktore kao komponente, ali drugi autori to čine (slika 5).

Biotop- ovo je ekotop transformiran od strane biocenoze "za sebe". Biocenoza i biotop funkcioniraju u neprekidnom jedinstvu. Dimenzije biocenoze uvijek se poklapaju s granicama biotopa, a time i s granicama biogeocenoze u cjelini.

Od svih sastavnica biotopa, tlo je najbliže biogenoj komponenti biogeocenoze, jer je njegovo podrijetlo u izravnoj vezi sa živom tvari. Organska tvar u tlu je proizvod vitalne aktivnosti biocenoze u različitim fazama transformacije.

Zajednica organizama je od samog početka svog postojanja ograničena biotopom (kod kamenice granicama plićaka).

c) V. Dokučajev;

d) K. Timirjazev;

e) K. Moebius.

(Odgovor: b.)

2. Znanstvenik koji je u znanost uveo pojam “ekosustava”.:

a) A. Tansley;

b) V. Dokučajev;

c) K. Mobius;

d) V. Johansen.

(Odgovor: A . )

3. Popunite prazna polja nazivima funkcionalnih skupina ekosustava i carstava živih bića.

Nazivaju se organizmi koji troše organsku tvar i pretvaraju je u nove oblike. Predstavljeni su uglavnom vrstama koje pripadaju svijetu. Nazivaju se organizmi koji konzumiraju organsku tvar i potpuno je razlažu na mineralne spojeve. Predstavljeni su vrstama koje pripadaju ki. Nazivaju se organizmi koji troše mineralne spojeve i pomoću vanjske energije sintetiziraju organske tvari. Predstavljeni su uglavnom vrstama koje pripadaju svijetu.

(Odgovori(sekvencijalno): potrošači, životinje, razlagači, gljive i bakterije, proizvođači, biljke.)

4. Sva živa bića na Zemlji postoje zahvaljujući organskoj tvari, koju uglavnom proizvode:

a) gljive;

b) bakterije;

c) životinje;

d) biljke.

(Odgovor: G.)

5. Upiši riječi koje nedostaju.

Zajednica organizama različitih vrsta, međusobno tijesno povezanih i nastanjenih na više ili manje homogenom području, naziva se. Sastoji se od: biljaka, životinja. Skup organizama i sastavnih dijelova nežive prirode, ujedinjenih kruženjem tvari i protokom energije u jedan prirodni kompleks, naziva se ili.

(Odgovori(sekvencijalno): biocenoza, gljive i bakterije, ekosustav ili biogeocenoza.)

6. Od navedenih organizama proizvođači uključuju:

krava;

b) vrganji;

c) crvena djetelina;

d) osoba.

(Odgovor: c.)

7. Odaberite s popisa imena životinja koje se mogu svrstati u potrošače drugog reda: sivi štakor, slon, tigar, dizenterična ameba, škorpion, pauk, vuk, zec, miš, skakavac, jastreb, zamorac, krokodil, guska , lisica, smuđ, antilopa, kobra, stepska kornjača, puž grožđa, dupin, koloradska zlatica, bikova trakavica, klokan, bubamara, polarni medvjed, medonosna pčela, komarac krvopija, vilin konjic, jabuka, lisna uš, sivi morski pas.

(Odgovor: sivi štakor, tigar, dizenterijska ameba, škorpion, pauk, vuk, jastreb, krokodil, lisica, smuđ, kobra, delfin, trakavica, bubamara, polarni medvjed, komarac krvopija, vilin konjic, sivi morski pas.)

8. Od navedenih naziva organizama odaberi proizvođače, konzumente i razlagače: medvjed, bik, hrast, vjeverica, vrganj, šipurak, skuša, krastača, trakavica, bakterije truljenja, baobab, kupus, kaktus, penicilij, kvasac.

(Odgovor: proizvođači - hrast, šipak, baobab, kupus, kaktus; potrošači - medvjed, bik, vjeverica, skuša, krastača, trakavica; razlagači - vrganji, bakterije truljenja, penicilij, kvasac.)

9. U ekosustavu se prenosi glavni tok tvari i energije:

(Odgovor: V . )

10. Objasnite zašto bi postojanje života na Zemlji bilo nemoguće bez bakterija i gljivica.

(Odgovor: Gljive i bakterije glavni su razlagači u Zemljinim ekosustavima. Oni razgrađuju mrtvu organsku tvar u anorgansku tvar, koju zatim konzumiraju zelene biljke. Dakle, gljive i bakterije podržavaju ciklus elemenata u prirodi, a time i sam život.)

11. Objasnite zašto je ekonomski isplativo držati ribe biljojede u rashladnim bazenima termoelektrana.

(Odgovor: Ove lokve su jako obrasle vodenom vegetacijom, zbog čega voda u njima stagnira, što ometa hlađenje otpadnih voda. Ribe jedu svu vegetaciju i dobro rastu.)

12. Navedite organizme koji su proizvođači, ali ne pripadaju Carstvu biljaka.

(Odgovor: fotosintetske praživotinje s bičem (na primjer, zelena euglena), kemosintetske bakterije, cijanobakterije.

13. Organizmi koji nisu apsolutno neophodni za održavanje zatvorenog ciklusa hranjivih tvari (dušik, ugljik, kisik, itd.):

a) proizvođači;

b) potrošači;

c) razlagači.

Pojam ekosustava. Doktrina biogeocenoza

Zajednice organizama povezane su s anorganskim okolišem najužim materijalnim i energetskim vezama. Biljke mogu postojati samo zahvaljujući stalnoj opskrbi ugljičnim dioksidom, vodom, kisikom i mineralnim solima. Heterotrofi žive od autotrofa, ali zahtijevaju opskrbu anorganskim spojevima kao što su kisik i voda. U bilo kojem staništu, rezerve anorganskih spojeva potrebnih za održavanje života organizama koji ga nastanjuju ne bi dugo trajale da se te rezerve ne obnavljaju. Povratak hranjivih tvari u okoliš događa se kako tijekom života organizama (kao rezultat disanja, izlučivanja, defekacije) tako i nakon njihove smrti, kao rezultat raspadanja leševa i biljnih ostataka. Dakle, zajednica tvori određeni sustav s anorganskim okolišem u kojem protok atoma izazvan vitalnom aktivnošću organizama nastoji se zatvoriti u ciklus.

Pojam ekosustava. Svaka zbirka organizama i anorganskih komponenti u kojoj se može dogoditi kruženje tvari naziva se ekosustav. Pojam je 1935. godine predložio engleski ekolog A. Tansley, koji je naglasio da ovim pristupom anorganski i organski čimbenici djeluju kao ravnopravne komponente i ne možemo odvojiti organizme od njihove specifične okoline. A. Tansley je ekosustave smatrao osnovnim jedinicama prirode na površini Zemlje, iako oni nemaju određeni volumen i mogu pokrivati ​​prostor bilo kojeg opsega.

Za održavanje kruženja tvari u sustavu potrebna je zaliha anorganskih molekula u asimilabilnom obliku i tri funkcionalno različite ekološke skupine organizama: proizvođači, potrošači i razlagači.

Proizvođači Autotrofni organizmi sposobni su graditi svoja tijela pomoću anorganskih spojeva. Potrošači - to su heterotrofni organizmi koji troše organsku tvar od proizvođača ili drugih potrošača i pretvaraju je u nove oblike. Razlagači Oni žive od mrtve organske tvari, pretvarajući je natrag u anorganske spojeve. Ova klasifikacija je relativna, budući da i sami potrošači i proizvođači djelomično djeluju kao razlagači, ispuštajući produkte metabolizma minerala u okoliš tijekom svog života.

U principu, ciklus atoma može se održavati u sustavu bez posredne karike - potrošača, zahvaljujući aktivnostima druge dvije skupine. Međutim, takvi se ekosustavi pojavljuju više kao iznimke, na primjer, u onim područjima gdje zajednice formirane samo od mikroorganizama funkcioniraju. Ulogu potrošača u prirodi uglavnom imaju životinje, čije su aktivnosti u održavanju i ubrzavanju cikličke migracije atoma u ekosustavima složene i raznolike.

Razmjeri ekosustava u prirodi uvelike variraju. Različit je i stupanj zatvorenosti ciklusa materije koji se u njima održavaju, odnosno višestruka uključenost istih atoma u cikluse. Kao zasebne ekosustave možemo smatrati, na primjer, jastuk od lišajeva na deblu, truli panj sa svojim stanovništvom, malu privremenu vodenu površinu, livadu, šumu, stepu, pustinju, cijeli ocean, i, konačno, cjelokupna površina Zemlje na kojoj živi život.

U nekim vrstama ekosustava prijenos tvari izvan njihovih granica je toliki da se njihova stabilnost održava uglavnom priljevom iste količine tvari izvana, dok je unutarnji ciklus neučinkovit. To uključuje tekuće akumulacije, rijeke, potoke i područja na strmim planinskim padinama. Drugi ekosustavi imaju puno potpuniji ciklus tvari i relativno su autonomni (šume, livade, stepe u ravničarskim područjima, jezera itd.). Međutim, niti jedan, pa čak ni najveći, ekosustav na Zemlji nema potpuno zatvorenu cirkulaciju. Kontinenti intenzivno izmjenjuju materiju s oceanima, a veliku ulogu u tim procesima ima atmosfera, a cijeli naš planet dio materije prima iz svemira, a dio ispušta u svemir.

Sukladno hijerarhiji zajednica, život na Zemlji očituje se i u hijerarhiji odgovarajućih ekosustava. Ekosustavna organizacija života jedan je od nužnih uvjeta za njegovo postojanje. Zalihe biogenih elemenata od kojih živi organizmi grade svoja tijela na Zemlji u cjelini iu svakom pojedinom području na njezinoj površini nisu neograničene. Samo bi sustav ciklusa mogao tim rezervama dati svojstvo beskonačnosti, neophodno za nastavak života. Samo funkcionalno različite skupine organizama mogu održavati i provoditi ciklus. Dakle, funkcionalna i ekološka raznolikost živih bića i organiziranost kruženja tvari ekstrahiranih iz okoliša najstarije je svojstvo života.

Doktrina biogeocenoza. Paralelno s razvojem koncepta ekosustava, uspješno se razvija doktrina biogeocenoza, čiji je autor bio akademik V. N. Sukačev (1942.).

„Biogeocenoza- to je skup homogenih prirodnih pojava (atmosfera, stijene, vegetacija, fauna i svijet mikroorganizama, tlo i hidrološki uvjeti) na određenom prostoru zemljine površine, koji imaju svoje specifično međudjelovanje tih komponenti i određenu vrstu razmjene tvari i energije između sebe i drugih pojava prirode i predstavljaju unutarnje proturječno jedinstvo, u stalnom kretanju i razvoju” (V.N. Sukačev, 1964.).

"Ekosustav" i "biogeocenoza" su u biti slični koncepti, ali ako je prvi od njih primjenjiv za označavanje sustava koji osiguravaju cirkulaciju bilo kojeg ranga, tada je "biogeocenoza" teritorijalni koncept koji se odnosi na takva područja zemlje koja su okupirana određenim jedinice vegetacijskog pokrova - fitocenoze . Znanost o biogeocenozama – biogeocenologija – izrastao je iz geobotanike i usmjeren je na proučavanje funkcioniranja ekosustava u specifičnim krajobraznim uvjetima ovisno o svojstvima tla, topografiji, prirodi okoliša biogeocenoze i njezinih primarnih komponenti – stijena, životinja, biljaka, mikroorganizama.

U biogeocenozi V. N. Sukachev razlikuje dva bloka: ecotop – skup uvjeta abiotske sredine i biocenoza- ukupnost svih živih organizama.

Ecotopčesto se smatra abiotičkim okolišem koji nije transformiran biljkama (primarni kompleks čimbenika fizičko-geografskog okoliša), te biotop– kao skup elemenata abiotičkog okoliša, modificiranih djelovanjem živih organizama koji stvaraju okoliš. U unutarnjem sastavu biogeocenoze razlikuju se takve strukturne i funkcionalne jedinice kao što su parcele (termin je predložio N.V. Dylis). Biogeocenotske parcele uključuju biljke, životinjske populacije, mikroorganizme, mrtvu organsku tvar, tlo i atmosferu duž cijele vertikalne debljine biogeocenoze, stvarajući njezin unutarnji mozaik. Biogeocenotske parcele vizualno se razlikuju po vegetaciji: visini i gustoći slojeva, sastavu vrsta, životnom statusu i dobnom spektru populacija dominantnih vrsta. Ponekad su dobro razgraničene sastavom, strukturom i debljinom šumskog tla. Obično se nazivaju prema biljkama koje dominiraju u različitim slojevima. Na primjer, u šumi hrasta i smreke s dlakavim šašem mogu se razlikovati parcele kao što su smreka-dlakavi šaš, smreka-oxalis, velika paprat u oknima sloja drveća, hrast-šaš, hrast-jasika-plućnjak, breza-smreka- mrtvi pokrivač, snijeg od jasike itd.

Svaka parcela stvara svoju fitoklima. U proljeće snijeg leži duže u sjenovitim mrljama smreke nego u područjima ispod listopadnog drveća ili na prozorima. Stoga aktivni život u proljeće na parcelama počinje u različito vrijeme, a obrada detritusa također se odvija različitim brzinama. Granice između parcela mogu biti relativno jasne ili zamagljene. Odnos se javlja kako kao posljedica uvjetovanja okolišnih uvjeta (izmjena topline, promjena osvjetljenja, preraspodjela oborina itd.), tako i kao rezultat izmjene materijala i energije. Postoji raspršivanje biljnog otpada, prijenos peludi, spora, sjemenki i plodova zračnim strujama i životinjama, kretanje životinja, površinsko otjecanje oborina i otopljene vode, kretanje mineralnih i organskih tvari. Sve to podupire biogeocenozu kao jedan, unutarnje heterogen ekosustav.

Uloga različitih parcela u strukturi i funkcioniranju biogeocenoza nije ista; najveće parcele, koje zauzimaju velike prostore i volumene, nazivaju se one glavne. Malo ih je. Oni određuju izgled i strukturu biogeocenoze. Parcele koje zauzimaju male površine nazivaju se komplementarni. Njihov broj je uvijek veći. Neke parcele su stabilnije, druge su podložne značajnim i brzim promjenama. Kako biljke rastu i stare, parcele mogu uvelike promijeniti svoj sastav i strukturu, ritmove sezonskog razvoja te na različite načine sudjelovati u kruženju tvari.

Riža. 145. Prozor obnove glavnih vrsta u šumskoj biogeocenozi (prema O. V. Smirnova, 1998.)

Mozaičnost šumskih biogeocenoza i pojava novih parcela često su povezani s formiranjem prozora u šumama, odnosno narušavanjem sloja drveća uslijed pada starih stabala, pojavom masovnih štetnika – insekata, gljivičnih infekcija i aktivnost velikih papkara. Stvaranje takvog mozaika prijeko je potrebno za održivo postojanje šume i obnovu dominantnih vrsta drveća, čiji se rast često ne može razvijati ispod matičnih krošnji, jer zahtijeva različite uvjete osvjetljenja i mineralnu ishranu. Nastavi prozore za različite pasmine mora imati dovoljan prostorni opseg (slika 145). U istočnoeuropskim širokolisnim šumama niti jedna vrsta ne može nastaviti plodonošenje u prozorima usporedivim samo s projekcijama krošnji jednog ili dva zrela stabla. Čak i one najotpornije na sjenu - bukve, javori - zahtijevaju osvijetljene parcele od 400-600 m2, a kompletna ontogenija svjetloljubnih vrsta - hrasta, jasena, jasike može se dovršiti samo u velikim prozorima od najmanje 1500-2000 m2. m2.

Na temelju detaljnog proučavanja strukture i funkcioniranja biogeocenoza, nedavno se razvila ekologija koncept mozaično-cikličke organizacije ekosustava. S ove točke gledišta, održivo postojanje mnogih vrsta u ekosustavu postiže se zbog poremećaja prirodnog staništa koji se u njemu stalno događaju, omogućujući novim generacijama da zauzmu novoispražnjeni prostor.

Biogeocenologija razmatra Zemljinu površinu kao mrežu susjednih biogeocenoza, međusobno povezanih migracijom tvari, ali ipak, iako u različitim stupnjevima, autonomnih i specifičnih u svojim ciklusima. Specifična svojstva područja koje zauzima biogeocenoza daju mu originalnost, razlikujući ga od ostalih izvornog tipa.

Oba koncepta - ekosustavi i biogeocenoze - međusobno se nadopunjuju i obogaćuju, omogućujući nam da razmotrimo funkcionalne veze zajednica i anorganskog okoliša koji ih okružuje s različitih aspekata i s različitih gledišta.