Az ökoszisztémák fogalma. A biogeocenózisok tana

Az „ökoszisztéma” fogalmát A. Tansley angol botanikus vezette be 1935-ben. Ezzel a kifejezéssel az együtt élő organizmusok bármely gyűjteményét, valamint azok környezetét jelölte meg. Definíciója az abiotikus környezet és a biológiai közösség között fennálló kölcsönös függőség, kapcsolatok, ok-okozati összefüggések jelenlétét hangsúlyozza, egyesítve ezeket egy bizonyos funkcionális egésszé. Az ökoszisztéma a biológusok szerint a különféle fajok mindenféle populációjának gyűjteménye, amelyek egy közös területen élnek, valamint az őket körülvevő élettelen környezet.

A biogeocenosis egy természetes képződmény, amelynek világos határai vannak. Biocenózisok (élőlények) halmazából áll, amelyek egy bizonyos helyet foglalnak el. Például a vízi szervezetek számára ez a hely a víz, a szárazföldön élők számára a légkör és a talaj. Az alábbiakban megnézzük, melyik segít megérteni, mi az. Ezeket a rendszereket részletesen ismertetjük. Megismerheti szerkezetüket, milyen típusok léteznek és hogyan változnak.

Biogeocenosis és ökoszisztéma: különbségek

Bizonyos mértékig az „ökoszisztéma” és a „biogeocenózis” fogalma egyértelmű. Ezek mennyisége azonban nem mindig esik egybe. A biogeocenózis és az ökoszisztéma kevésbé tág és tágabb fogalomként kapcsolódik egymáshoz. Az ökoszisztéma nem kapcsolódik a Föld felszínének egy bizonyos korlátozott területéhez. Ez a koncepció alkalmazható az élettelen és élő komponensek összes stabil rendszerére, amelyben az energia és az anyagok belső és külső keringése történik. Az ökoszisztémák közé tartozik például egy vízcsepp mikroorganizmusokkal, egy virágcserép, egy akvárium, egy bioszűrő, egy levegőztető tartály és egy űrhajó. De nem nevezhetők biogeocenózisoknak. Egy ökoszisztéma több biogeocenózist is tartalmazhat. Nézzünk néhány példát. Megkülönböztethetjük az óceán és a bioszféra egészének, kontinensnek, övezetnek, talaj-klimatikus régiónak, zónának, tartománynak, körzetnek biogeocenózisait. Így nem minden ökoszisztéma tekinthető biogeocenózisnak. Ezt példák alapján tudtuk meg. De minden biogeocenózist ökológiai rendszernek nevezhetünk. Reméljük, most már megértette e fogalmak sajátosságait. A „biogeocenózist” és az „ökoszisztémát” gyakran szinonimaként használják, de még mindig van különbség köztük.

A biogeocenózis jellemzői

Sok faj általában a korlátozott helyeken él. Összetett és állandó kapcsolat jön létre közöttük. Más szóval, egy bizonyos térben létező különböző típusú organizmusok, amelyeket speciális fizikai és kémiai feltételek együttese jellemez, összetett rendszert képviselnek, amely többé-kevésbé hosszú ideig fennmarad a természetben. A definíció tisztázása érdekében megjegyezzük, hogy a biogeocenózis különböző fajok (történelmileg kialakult) élőlények közössége, amelyek egymással és környezetükkel, az energia- és anyagcserével szoros kapcsolatban állnak. A biogeocenózis sajátos jellemzője, hogy térben korlátozott és meglehetősen homogén a benne lévő élőlények fajösszetételében, valamint a különféle komplexumokban. A létezés egy integrált rendszer biztosítja ennek a komplexumnak a napenergia folyamatos ellátását. . A biogeocenózis határa általában a fitocenózis (növényközösség) határa mentén jön létre, amely a legfontosabb összetevője. Ezek a fő jellemzői. A biogeocenosis szerepe nagy. Ennek szintjén a bioszférában az energiaáramlás és az anyagok keringésének minden folyamata megtörténik.

A biocenózis három csoportja

Különböző összetevői közötti kölcsönhatásban a főszerep a biocenózisé, vagyis az élőlényeké. Funkciójuk szerint 3 csoportra oszthatók - lebontókra, fogyasztókra és termelőkre -, és szorosan kölcsönhatásba lépnek a biotóppal (élettelen természettel) és egymással. Ezeket az élőlényeket a köztük lévő táplálék-összeköttetések egyesítik.

A termelők autotróf élő szervezetek csoportja. A napfény energiáját és a biotópból származó ásványi anyagokat fogyasztva elsődleges szerves anyagokat hoznak létre. Ebbe a csoportba tartoznak a baktériumok és a növények is.

A lebontók lebontják az elhalt szervezetek maradványait, és a szerves anyagokat is szervetlen anyagokká bontják, így a termelők által „eltávolított” ásványi anyagokat visszajuttatják a biotópba. Ilyenek például az egysejtű gombák és baktériumok bizonyos típusai.

A rendszer dinamikus egyensúlya

A biogeocenózis típusai

A biogeocenózis lehet természetes és mesterséges. Ez utóbbiak típusai közé tartoznak az agrobiocenózisok és a városi biogeocenózisok. Nézzük meg mindegyiket közelebbről.

Természetes biogeocenózis

Vegyük észre, hogy minden természetes biogeocenózis olyan rendszer, amely hosszú időn át - több ezer és millió év alatt - fejlődött ki. Ezért minden eleme „be van köszörülve” egymásba. Ez ahhoz vezet, hogy a biogeocenózis ellenálló képessége a környezetben előforduló különféle változásokkal szemben nagyon magas. Az ökoszisztémák „ereje” nem korlátlan. Az életkörülmények mélyreható és hirtelen megváltozása, az élőlényfajok számának csökkenése (például a kereskedelmi fajok nagyüzemi halászata következtében) oda vezet, hogy az egyensúly megbomolhat és megsemmisülhet. Ebben az esetben a biogeocenózisok megváltoznak.

Agrobiocenózisok

Az agrobiocenózisok olyan speciális élőlényközösségek, amelyek az emberek által mezőgazdasági célokra használt területeken (ültetvények, kultúrnövények termése) fejlődnek ki. A termelőket (növényeket) a természetes biogeocenózisokkal ellentétben itt egy ember által termesztett kultúrnövény, valamint bizonyos számú gyomfaj képviseli. A változatosság (rágcsálók, madarak, rovarok stb.) meghatározza a növénytakarót. Ezek olyan fajok, amelyek táplálkozhatnak az agrobiocenózisok területén növekvő növényeken, valamint termesztésük körülményei között lehetnek. Ezek a feltételek meghatározzák más állat-, növény-, mikroorganizmus- és gombafajok jelenlétét.

Az agrobiocenózis elsősorban az emberi tevékenységtől függ (műtrágyázás, gépi talajművelés, öntözés, növényvédőszeres kezelés stb.). Ennek a fajnak a biogeocenózisának stabilitása gyenge - emberi beavatkozás nélkül nagyon gyorsan összeomlik. Ez részben annak tudható be, hogy a kultúrnövények sokkal igényesebbek, mint a vadon élő növények. Ezért nem tudnak versenyezni velük.

Városi biogeocenózisok

A városi biogeocenózisok különösen érdekesek. Ez egy másik típusú antropogén ökoszisztéma. Ilyen például a parkok. A főbbek, akárcsak az agrobiocenózisok esetében, antropogének. A növények fajösszetételét az ember határozza meg. Ülteti őket, és gondozza és feldolgozza is őket. A külső környezet változásai a városokban a legkifejezettebbek - a hőmérséklet emelkedése (2-ről 7 ° C-ra), a talaj és a légkör összetételének sajátosságai, a páratartalom, a fény és a szél speciális rendszere. Mindezek a tényezők városi biogeocenózisokat alkotnak. Ezek nagyon érdekes és specifikus rendszerek.

A biogeocenózisra számos példa van. A különböző rendszerek eltérnek egymástól az élőlények fajösszetételében, valamint a környezet tulajdonságaiban, amelyben élnek. Példák a biogeocenózisra, amelyen részletesen foglalkozunk, egy lombhullató erdő és egy tavacska.

Lombhullató erdő, mint a biogeocenózis példája

A lombhullató erdő összetett ökológiai rendszer. Példánkban a biogeocenózis olyan növényfajokat foglal magában, mint a tölgyek, bükkök, hársok, gyertyánok, nyírfák, juharok, berkenyefák, nyárfák és más fák, amelyek levelei ősszel lehullanak. Több rétegük kiemelkedik az erdőben: alacsony és magas fák, mohatalaj, füvek, cserjék. A felsőbb rétegekben élő növények fénykedvelőbbek. Jobban ellenállnak a páratartalom és a hőmérséklet ingadozásainak, mint az alsóbb szintek képviselői. A mohák, füvek és cserjék árnyéktűrőek. Nyáron léteznek a fák leveleinek kibontakozása után kialakult szürkületben. Az alom a talaj felszínén fekszik. Félig lebomlott maradványokból, bokrok és fák gallyaiból, lehullott levelekből és elhalt fűből képződik.

Az erdei biogeocenózisokat, köztük a lombhullató erdőket is gazdag fauna jellemzi. Sok üreges rágcsáló, ragadozó (medve, borz, róka) és üreges rovarevő él bennük. Vannak fán élő emlősök is (mókus, mókus, hiúz). Az őz, a jávorszarvas és a szarvas a nagy növényevők csoportjába tartoznak. A vaddisznók elterjedtek. A madarak az erdő különböző rétegeiben fészkelnek: törzseken, bokrokban, talajon vagy fák tetején és üregekben. Sok rovar táplálkozik levelekkel (például hernyók), valamint fával (kéregbogarak). A rovarokon kívül a talaj felső rétegei, valamint az alom rengeteg más gerinces állatot (kullancsok, giliszták, rovarlárvák), számos baktériumot és gombát tartalmaz.

A tó, mint biogeocenózis

Nézzünk most egy tavat. Ez egy példa a biogeocenózisra, amelyben az élőlények élő környezete a víz. A tavak sekély vizében megtelepednek a nagyméretű úszó vagy gyökerező növények (tócska, tavirózsa, nádas). A kis úszó növények a vízoszlopban eloszlanak, egészen addig a mélységig, ahol a fény behatol. Ezek főként a fitoplanktonnak nevezett algák. Néha sok van belőlük, aminek következtében a víz zöldre vált és „virágzik”. A fitoplanktonban számos kék-zöld, zöld és kovaalga található. Az ebihalak, a rovarlárvák és a rákfélék növényi törmelékkel vagy élő növényekkel táplálkoznak. A halak és a ragadozó rovarok kis állatokat esznek. A növényevő és kisebb ragadozóhalakra pedig a nagytestű ragadozóhalak vadásznak. A szerves anyagokat lebontó szervezetek (gombák, flagellák, baktériumok) az egész tóban elterjedtek. Különösen sok van belőlük az alján, mivel itt halmozódnak fel az elhullott állatok és növények maradványai.

Két példa összehasonlítása

A biogeocenózis példáinak összehasonlítása után láthatjuk, hogy egy tó és egy erdő ökoszisztémái mennyire különböznek egymástól mind fajösszetételben, mind megjelenésben. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a bennük élő szervezetek eltérő élőhelyekkel rendelkeznek. A tóban víz és levegő, az erdőben talaj és levegő. Ennek ellenére az organizmusok funkcionális csoportjai azonos típusúak. Az erdőben a termelők mohák, füvek, cserjék és fák; A tóban algák és úszó növények találhatók. Az erdőben a fogyasztók közé tartoznak a rovarok, madarak, állatok és más gerinctelen állatok, amelyek az alomban és a talajban élnek. A tóban különféle kétéltűek, rovarok, rákfélék, ragadozó és növényevő halak fogyaszthatók. Az erdőben a lebontókat (baktériumok és gombák) a szárazföldi formák, a tóban pedig a vízi formák képviselik. Vegyük észre azt is, hogy a tavacska és a lombos erdő is természetes biogeocenózis. Fentebb példákat adtunk mesterségesekre.

Miért váltják fel egymást a biogeocenózisok?

A biogeocenózis nem létezhet örökké. Előbb-utóbb elkerülhetetlenül felváltja egy másik. Ez az élő szervezetek által a környezetben bekövetkezett változások eredményeként, az ember befolyása alatt, az evolúció folyamatában és a változó éghajlati viszonyok következtében következik be.

Példa a biogeocenózis változására

Példaként vegyük azt az esetet, amikor az élő szervezetek maguk okoznak változást az ökoszisztémákban. Ez a sziklák növényzettel való kolonizációja. Ennek a folyamatnak az első szakaszaiban nagy jelentősége van a kőzetek mállásának: az ásványok részleges feloldódása és kémiai tulajdonságaik megváltozása, pusztulása. A kezdeti szakaszban nagyon fontos szerepet játszanak az első telepesek: algák, baktériumok, kékeszöldek. A termelők szabadon élő algák és zuzmók. Szerves anyagokat hoznak létre. A kékeszöldek nitrogént vesznek fel a levegőből, és dúsítják vele a lakhatásra még alkalmatlan környezetben. A zuzmók a kőzetet szerves savak váladékával oldják fel. Hozzájárulnak az ásványi táplálékelemek fokozatos felhalmozódásához. A gombák és baktériumok elpusztítják a termelők által létrehozott szerves anyagokat. Az utóbbiak nem teljesen mineralizáltak. Fokozatosan halmozódik fel ásványi és szerves vegyületekből, valamint nitrogénnel dúsított növényi maradványokból álló keverék. A feltételek megteremtődnek a bokros zuzmók és mohák létezéséhez. A nitrogén és a szerves anyagok felhalmozódási folyamata felgyorsul, vékony talajréteg képződik.

Olyan primitív közösség alakul ki, amely ebben a kedvezőtlen környezetben is létezhet. Az első telepesek jól alkalmazkodtak a kőzetek zord körülményeihez - ellenálltak a fagynak, a hőségnek és a szárazságnak. Fokozatosan megváltoztatják élőhelyüket, feltételeket teremtve új populációk kialakulásához. A lágyszárú növények (lóhere, pázsitfű, sás, harangvirág stb.) megjelenése után intenzívebbé válik a verseny a tápanyagokért, a fényért és a vízért. Ebben a küzdelemben az úttörő telepeseket új fajok váltják fel. A cserjék a gyógynövények mögé telepednek. A feltörekvő talajt gyökereikkel együtt tartják. Az erdei közösségeket gyep- és cserjeközösségek váltják fel.

A biogeocenózis hosszú fejlődési és változási folyamata során fokozatosan növekszik a benne szereplő élőlényfajok száma. A közösség összetettebbé, elágazóbbá válik, nő az élőlények közötti kapcsolatok sokfélesége. A közösség egyre teljesebben használja ki a környezet erőforrásait. Így válik kifejlett, a környezeti viszonyokhoz jól alkalmazkodó, önszabályozó képességű. Ebben a fajpopulációk jól szaporodnak, és nem helyettesítik más fajokkal. A biogeocenózisok leírt változása több ezer évig tart. Vannak azonban olyan változások, amelyek csak az emberek egy generációjának szeme láttára következnek be. Ez például a kis víztestek túlburjánzása.

Tehát beszéltünk arról, hogy mi a biogeocenosis. A fent bemutatott példák leírásokkal világos képet adnak róla. Minden, amiről beszéltünk, fontos a téma megértéséhez. A biogeocenózisok típusai, szerkezetük, jellemzőik, példák - mindezt tanulmányozni kell, hogy teljes mértékben megértsük őket.

1. A biogeocenózis és biogeocenológia fogalma

A mindennapi életben az embernek folyamatosan meg kell küzdenie az őt körülvevő természeti komplexumok meghatározott területeivel: mezőkkel, rétekkel, mocsarakkal, tározókkal. A földfelszín bármely területét vagy természetes komplexumát bizonyos természeti egységnek kell tekinteni, ahol minden növényzet, fauna és mikroorganizmus, a talaj és a légkör szorosan összefügg, és kölcsönhatásba lép egymással. Ezt az összefüggést figyelembe kell venni a természeti erőforrások (növény, állat, talaj stb.) bármilyen gazdaságos felhasználása során.

Természetes komplexumok, amelyekben a növényzet teljesen kialakult, és amelyek önállóan, emberi beavatkozás nélkül létezhetnek, és ha valaki vagy valami más zavarja őket, akkor helyreállítják őket, és bizonyos törvények szerint. Ilyen természetes komplexumok a biogeocenózisok.

A legösszetettebb és legfontosabb természetes biogeocenózisok az erdők. Egyetlen természetes komplexumban vagy növényzetben sem fejeződnek ki olyan élesen és olyan sokrétűen ezek a kapcsolatok, mint egy erdőben.

Erdő a legerősebb „életfilmet” képviseli. Az erdők meghatározó szerepet játszanak a Föld növénytakarójának összetételében. A bolygó szárazföldi területének csaknem egyharmadát – 3,9 milliárd hektárt – fedik le. Ha figyelembe vesszük, hogy a sivatagok, félsivatagok és tundrák körülbelül 3,8 milliárd hektárt foglalnak el, és több mint 1 milliárd hektár hulladék, beépített és egyéb terméketlen terület, akkor nyilvánvalóvá válik, hogy az erdők milyen nagy szerepet játszanak a természeti környezet kialakulásában. komplexek és az általuk betöltött funkciók a Földön. Az erdőkben koncentrálódó szervesanyag tömege 1017-1018 tonna, ami 5-10-szerese az összes lágyszárú növényzet tömegének.

Ezért különös jelentőséget tulajdonítanak és kapnak az erdőrendszerek biogeocenológiai vizsgálatai, és a „biogeocenózis” kifejezést javasolta V. N. akadémikus. Sukachev a harmincas évek végén. 20. század az erdei ökoszisztémákkal kapcsolatban. De ez a Föld bármely földrajzi régiójában található bármely természetes ökoszisztémára érvényes.

A biogeocenózis meghatározása V. N. Sukachev szerint (1964: 23) klasszikusnak tekinthető - „... ez a földfelszín egy bizonyos kiterjedésű homogén természeti jelenségeinek összessége (légkör, kőzet, növényzet, állatvilág és mikroorganizmusok világa, talaj- és hidrológiai viszonyok), amely sajátos sajátossága a földfelszínnek. ezen alkotóelemek kölcsönhatásai és egy bizonyos típusú anyagcsere és energia: egymás között és más természeti jelenségekkel és belső ellentmondásos egységet képviselve, állandó mozgásban és fejlődésben...”

Ez a meghatározás tükrözi a biogeocenózis összes lényegét, jellemzőit és jellemzőit, amelyek csak benne rejlenek:

a biogeocenózisnak minden tekintetben homogénnek kell lennie: élő és élettelen anyag: növényzet, fauna, talajpopuláció, domborzat, szülőkőzet, talajtulajdonságok, mélység és talajvízviszonyok;

Minden biogeocenózist egy speciális, egyedi típusú anyagcsere és energia jelenléte jellemez,

A biogeocenózis minden összetevőjét az élet és környezete egysége jellemzi, i.e. a biogeocenózis élettevékenységének jellemzőit és mintázatait az élőhelye határozza meg, így a biogeocenózis földrajzi fogalom.

Ezenkívül minden egyes biogeocenózisnak:

Történetében legyen homogén;

Legyen egy meglehetősen hosszú távú oktatás;

A növényzetben egyértelműen eltérnek a szomszédos biogeocenózisoktól, és ezeknek a különbségeknek természetesnek és környezetileg megmagyarázhatónak kell lenniük.

Példák biogeocenózisokra:

Vegyes tölgyerdő a déli kitettség deluviális lejtőjének lábánál, hegyi barnaerdős, közepesen vályogos talajon;

Füves rét üregben agyagos tőzeges talajon,

Magas folyó árterén elegyes gyepű rét, ártéri szikes-gleyes közepes agyagos talajon,

Vörösfenyő zuzmó Al-Fe-humusz-podzolos talajokon,

Lián növényzetű vegyes lombú erdő az északi lejtőn barna erdőtalajokon stb.

Egy egyszerűbb meghatározás:"A biogeocenózis a fajok teljes halmaza és az élettelen természet összetevőinek összessége, amelyek meghatározzák egy adott ökoszisztéma létezését, figyelembe véve az elkerülhetetlen antropogén hatást." A legújabb kiegészítés, figyelembe véve az elkerülhetetlen antropogén hatást, tisztelgés a modernitás előtt. V.N. Szukacsovnak nem kellett az antropogén faktort a fő környezetformáló tényezőként besorolni, mint most.

A biogeocenózisokkal kapcsolatos tudásterületet biogeocenológiának nevezik. A természetes folyamatok irányításához ismernie kell azokat a törvényeket, amelyeknek alá vannak vetve. Ezeket a mintázatokat számos tudomány vizsgálja: meteorológia, klimatológia, geológia, talajtan, hidrológia, botanika és állattan különböző tanszékei, mikrobiológia stb. A biogeocenológia általánosítja, szintetizálja a felsorolt ​​tudományok eredményeit egy bizonyos szögből, kiemelt figyelmet fordítva a biogeocenózisok összetevőinek egymás közötti kölcsönhatásaira, és feltárja ezeket a kölcsönhatásokat irányító általános mintákat.

A biogeocenológia vizsgálati tárgya a biogeocenózis.

A biogeocenológia vizsgálatának tárgya a biogeocenózisok összetevőinek egymás közötti kölcsönhatása és az ezen kölcsönhatásokat szabályozó általános törvényszerűségek.

2. Biogeocenózisok komponens összetétele

A biogeocenózis összetevői nemcsak egymás mellett léteznek, hanem aktívan kölcsönhatásba lépnek egymással. A fő és kötelező összetevők a biocenózis és az ökotóp.

A biocenózis vagy biológiai közösség három együtt élő komponens összessége: a növényzet (fitocenózis), az állatok (zoocenosis) és a mikroorganizmusok (mikrobocenózis).

Mindegyik összetevőt különböző fajok sok egyede képviseli. A biocenózisban minden összetevő: növények, állatok és mikroorganizmusok szerepe eltérő.

Így a növények mozdulatlanságuk miatt a biocenózis viszonylag állandó szerkezetét alkotják, míg az állatok nem szolgálhatnak a közösség szerkezeti alapjául. Bár a mikroorganizmusok többsége nem kötődik a szubsztrátumhoz, alacsony sebességgel mozognak; a víz és a légi közlekedés jelentős távolságokra passzívan szállítja őket.

Az állatok a növényektől függenek, mert nem tudnak szervetlen anyagokból szerves anyagot építeni. Egyes mikroorganizmusok (mind a zöldek, mind a nem zöldek) autonóm e tekintetben, mivel a napfény energiájával vagy a kémiai oxidációs reakciók során felszabaduló energiával képesek szervetlen anyagokból szerves anyagokat építeni.

A mikroorganizmusok (mikrobák, baktériumok, protozoonok) nagy szerepet játszanak az elhalt szerves anyagok ásványi anyagokká történő lebontásában, vagyis olyan folyamatban, amely nélkül a biocenózisok normális léte lehetetlen lenne. A talaj mikroorganizmusai jelentős szerepet játszhatnak a szárazföldi biocenózisok felépítésében.

Az e három csoportot alkotó organizmusok jellemzőiben a (biomorfológiai, ökológiai, funkcionális stb.) különbségek olyan nagyok, hogy a vizsgálati módszerek markánsan eltérnek egymástól. Ezért a három tudományág – a fitocenózis, a zoocenológia és a mikrocönológia – létezése, amelyek a fitocenózisokat, zoocenózisokat és mikrobiocenózisokat vizsgálják, teljesen jogos.

Ecotop– egy biocenózis élettere vagy élőhelye, egyfajta „földrajzi” tér. Egyik oldalon jellegzetes altalajú talaj, erdei avar, valamint ilyen-olyan mennyiségű humusz (humusz) alkotja; másrészt bizonyos mennyiségű napsugárzást, bizonyos mennyiségű szabad nedvességet tartalmazó atmoszféra, amelynek jellemző szén-dioxid-tartalma, különféle szennyeződések, aeroszolok stb. a levegőben, vízi biogeocenózisokban a légkör helyett van víz. A környezet szerepe az organizmusok evolúciójában és létezésében kétségtelen. Egyes részeit (levegő, víz stb.) és tényezőit (hőmérséklet, napsugárzás, magassági gradiensek stb.) abiotikus, vagy nem élő komponenseknek nevezzük, ellentétben az élő anyag által képviselt biotikus komponensekkel. V.N. Sukachev a fizikai tényezőket nem sorolta a komponensek közé, de más szerzők igen (5. ábra).

Biotóp- ez a biocenózis által „önmaga számára” átalakított ökotóp. A biocenózis és a biotóp működése folyamatos egységben. A biocenózis méretei mindig egybeesnek a biotóp határaival, így a biogeocenózis egészének határaival.

A biotóp összes összetevője közül a talaj áll a legközelebb a biogeocenózis biogén összetevőjéhez, mivel eredete közvetlenül kapcsolódik az élő anyagokhoz. A talajban lévő szerves anyagok a biocenózis létfontosságú tevékenységének termékei az átalakulás különböző szakaszaiban.

Az élőlények közösségét a biotóp (az osztriga esetében a sekélyek határai) már létezésének kezdetétől korlátozza.

c) V. Dokucsajev;

d) K. Timirjazev;

e) K. Mobius.

(Válasz: b.)

2. A tudós, aki bevezette a tudományba az „ökoszisztéma” fogalmát:

a) A. Tansley;

b) V. Dokucsajev;

c) K. Mobius;

d) V. Johansen.

(Válasz: A . )

3. Töltse ki az üres helyeket az ökoszisztéma funkcionális csoportjainak és az élőlények birodalmainak nevével!

A szerves anyagot fogyasztó és azt új formákká alakító szervezeteket nevezzük. Főleg a világhoz tartozó fajok képviselik őket. Azokat a szervezeteket, amelyek szerves anyagot fogyasztanak és teljesen ásványi vegyületekre bontják le. A kihez tartozó fajok képviselik őket. Az ásványi vegyületeket fogyasztó és külső energia felhasználásával szerves anyagokat szintetizáló szervezeteket ún. Főleg a világhoz tartozó fajok képviselik őket.

(Válaszok(szekvenciálisan): fogyasztók, állatok, lebontók, gombák és baktériumok, termelők, növények.)

4. A Földön minden élőlény a szerves anyagoknak köszönhetően létezik, amelyeket főként:

a) gomba;

b) baktériumok;

c) állatok;

d) növények.

(Válasz: G.)

5. Pótold a hiányzó szavakat!

Különböző fajokból álló, egymással szorosan összefüggő, többé-kevésbé homogén területen lakó élőlények közösségét nevezzük. A következőkből áll: növények, állatok. Az élettelen természet élőlényeinek és összetevőinek halmazát, amelyeket az anyagok körforgása és az energia áramlása egyesít egyetlen természetes komplexummá, ill.

(Válaszok(szekvenciálisan): biocenózis, gombák és baktériumok, ökoszisztéma vagy biogeocenózis.)

6. A felsorolt ​​szervezetek közül a termelők közé tartozik:

egy tehén;

b) vargánya;

c) vöröshere;

d) személy.

(Válasz: c.)

7. Válassza ki a listából a másodrendű fogyasztók közé sorolható állatok nevét: szürke patkány, elefánt, tigris, vérhas amőba, skorpió, pók, farkas, nyúl, egér, sáska, sólyom, tengerimalac, krokodil, liba , róka, sügér, antilop, kobra, sztyeppei teknős, szőlőcsiga, delfin, kolorádói burgonyabogár, bika galandféreg, kenguru, katica, jegesmedve, mézelő méh, vérszívó szúnyog, szitakötő, gyékénylepke, levéltetű, szürke cápa.

(Válasz: szürke patkány, tigris, vérhas amőba, skorpió, pók, farkas, sólyom, krokodil, róka, sügér, kobra, delfin, bika galandféreg, katicabogár, jegesmedve, vérszívó szúnyog, szitakötő, szürke cápa.)

8. A felsorolt ​​élőlénynevek közül válasszon termelőket, fogyasztókat és lebontókat: medve, bika, tölgy, mókus, vargánya, csipkebogyó, makréla, varangy, galandféreg, rothadó baktériumok, baobab, káposzta, kaktusz, penicillium, élesztő.

(Válasz: termelők - tölgy, csipkebogyó, baobab, káposzta, kaktusz; fogyasztók - medve, bika, mókus, makréla, varangy, galandféreg; lebontó szerek - vargánya, rothadó baktériumok, penicillium, élesztő.)

9. Egy ökoszisztémában az anyag és az energia fő áramlása továbbítódik:

(Válasz: V . )

10. Magyarázza meg, miért lenne lehetetlen az élet a Földön baktériumok és gombák nélkül!

(Válasz: A gombák és a baktériumok a Föld ökoszisztémáinak fő lebontói. Az elhalt szerves anyagokat szervetlen anyagokra bontják, amelyeket aztán a zöld növények elfogyasztanak. Így a gombák és baktériumok támogatják az elemek körforgását a természetben, így magát az életet is.)

11. Magyarázza meg, hogy gazdaságilag miért kifizetődő a növényevő halak tartása a hőerőművek hűtőtavaiban!

(Válasz: Ezeket a tavakat erősen benőtte a vízi növényzet, ennek következtében a víz bennük pangó, ami megzavarja a szennyvíz hűtését. A halak megeszik az összes növényzetet és jól fejlődnek.)

12. Nevezze meg azokat az organizmusokat, amelyek termelők, de nem tartoznak a Növényvilághoz!

(Válasz: fotoszintetikus flagellált protozoák (például zöld euglena), kemoszintetikus baktériumok, cianobaktériumok.

13. Olyan szervezetek, amelyek nem feltétlenül szükségesek a tápanyag (nitrogén, szén, oxigén stb.) zárt körének fenntartásához:

a) termelők;

b) fogyasztók;

c) bontók.

Az ökoszisztémák fogalma. A biogeocenózisok tana

Az élőlények közösségei a legszorosabb anyagi és energiakapcsolaton keresztül kapcsolódnak a szervetlen környezethez. A növények csak az állandó szén-dioxid-, víz-, oxigén- és ásványi sók után létezhetnek. A heterotrófok autotrófokból élnek, de szükségük van szervetlen vegyületekre, például oxigénre és vízre. Egy adott élőhelyen az ott élő szervezetek életének fenntartásához szükséges szervetlen vegyületkészletek nem tartanának sokáig, ha ezek a készletek nem újulnának meg. A tápanyagok visszajutása a környezetbe mind az élőlények élete során (légzés, kiválasztás, székletürítés következtében), mind haláluk után, a tetemek, növényi törmelékek lebomlása következtében. Így a közösség a szervetlen környezettel egy bizonyos rendszert alkot, amelyben az élőlények élettevékenysége által okozott atomáramlás hajlamos egy körforgásban bezárni.

Az ökoszisztémák fogalma. Az élőlények és szervetlen komponensek minden olyan gyűjteményét nevezzük, amelyben az anyagok körforgása megtörténhet ökoszisztéma. A kifejezést 1935-ben A. Tansley angol ökológus javasolta, aki hangsúlyozta, hogy ezzel a megközelítéssel a szervetlen és szerves tényezők egyenlő komponensként működnek, és nem tudjuk elválasztani az élőlényeket sajátos környezetüktől. A. Tansley az ökoszisztémákat a természet alapegységeinek tekintette a Föld felszínén, bár ezeknek nincs meghatározott térfogatuk, és bármilyen mértékben lefedhetik a teret.

A rendszerben az anyagok keringésének fenntartásához asszimilálható formában lévő szervetlen molekulák utánpótlására és három funkcionálisan eltérő ökológiai szervezetcsoportra van szükség: termelőkre, fogyasztókra és lebontókra.

Producerek Az autotróf szervezetek szervetlen vegyületek felhasználásával képesek testüket felépíteni. Fogyasztók - ezek heterotróf szervezetek, amelyek a termelőktől vagy más fogyasztóktól származó szerves anyagokat fogyasztják és új formákká alakítják át. Lebontók Az elhalt szerves anyagokból élnek, és visszaalakulnak szervetlen vegyületekké. Ez a besorolás relatív, mivel mind a fogyasztók, mind a termelők részben lebontóként működnek, és életük során ásványi anyagcseretermékeket bocsátanak ki a környezetbe.

Az atomok körforgása elvileg két másik csoport tevékenysége miatt köztes kapcsolat – fogyasztók – nélkül is fenntartható a rendszerben. Az ilyen ökoszisztémák azonban inkább kivételként fordulnak elő, például azokon a területeken, ahol csak mikroorganizmusokból kialakult közösségek működnek. A természetben a fogyasztók szerepét elsősorban az állatok töltik be, tevékenységük az atomok ciklikus vándorlásának fenntartásában és felgyorsításában az ökoszisztémákban összetett és sokrétű.

A természetben található ökoszisztémák léptéke rendkívül eltérő. Különböző a bennük fenntartott anyagciklusok zártsági foka is, vagyis ugyanazon atomok többszörös bekapcsolódása a ciklusokba. Külön ökoszisztémáknak tekinthetünk például egy fatörzsön lévő zuzmópárnát, egy pusztuló tuskót a lakosságával, egy kis ideiglenes víztömeget, rétet, erdőt, sztyeppét, sivatagot, az egész óceánt, és végül a Föld élet által elfoglalt teljes felülete.

Az ökoszisztémák bizonyos típusaiban olyan mértékű az anyagátvitel a határain kívül, hogy stabilitásukat főként az azonos mennyiségű anyag kívülről beáramló beáramlása tartja fenn, miközben a belső körforgás nem hatékony. Ide tartoznak a folyó víztározók, folyók, patakok és a meredek hegyoldalakon található területek. Más ökoszisztémák sokkal teljesebb anyagciklussal rendelkeznek, és viszonylag önállóak (erdők, rétek, sík területeken lévő sztyeppék, tavak stb.). A Földön azonban egyetlen, még a legnagyobb ökoszisztéma sem rendelkezik teljesen zárt keringéssel. A kontinensek intenzíven cserélik az anyagot az óceánokkal, és ezekben a folyamatokban a légkörnek nagy szerepe van, az anyag egy részét egész bolygónk a világűrből kapja, egy részét pedig kibocsátja az űrbe.

A közösségek hierarchiájának megfelelően a földi élet a megfelelő ökoszisztémák hierarchiájában is megnyilvánul. Az élet ökoszisztémája a létezésének egyik szükséges feltétele. A biogén elemek készletei, amelyekből az élő szervezetek felépítik testüket a Föld egészén és felszínének minden egyes területén, nem korlátlanok. Csak egy ciklusrendszer adhatja ezeknek a tartalékoknak az élet folytatásához szükséges végtelen tulajdonságot. Csak funkcionálisan különböző élőlénycsoportok képesek fenntartani és végrehajtani a ciklust. Így az élőlények funkcionális és ökológiai sokfélesége, a környezetből kivont anyagok áramlásának ciklusokba szerveződése az élet legősibb tulajdonsága.

A biogeocenózisok tana. Az ökoszisztémák fogalmának fejlesztésével párhuzamosan sikeresen fejlődik a biogeocenózisok doktrínája, amelynek szerzője V. N. Sukachev akadémikus (1942).

"Biogeocenosis- ez homogén természeti jelenségek összessége (légkör, kőzet, növényzet, állatvilág és mikroorganizmusok világa, talaj és hidrológiai viszonyok) a földfelszín egy bizonyos kiterjedésén, amelyeknek megvan a sajátos kölcsönhatása ezeknek az összetevőknek és egy bizonyos típusnak. az anyagok és az energia cseréje egymás és más természeti jelenségek között, és belsőleg ellentmondásos egységet képviselnek, állandó mozgásban és fejlődésben” (V. N. Sukachev, 1964).

Az „ökoszisztéma” és a „biogeocenózis” lényegében hasonló fogalmak, de ha ezek közül az első bármely rangú körforgást biztosító rendszerek megjelölésére alkalmazható, akkor a „biogeocenózis” egy területi fogalom, amely bizonyos területek által elfoglalt területekre vonatkozik. növénytakaró egységei - fitocenózisok . A biogeocenózisok tudománya – biogeocenológia – a geobotanikából nőtt ki, és az ökoszisztémák működésének tanulmányozását célozza meghatározott táji viszonyok között a talaj tulajdonságaitól, domborzati viszonyaitól, a biogeocenózis környezetének jellegétől és annak elsődleges összetevőitől - kőzetektől, állatoktól, növényektől, mikroorganizmusoktól - függően.

A biogeocenózisban V. N. Sukachev két blokkot különböztetett meg: ökotop – az abiotikus környezet feltételrendszere és biocenózis- az összes élő szervezet összessége.

Ecotop gyakran a növények által nem átalakított abiotikus környezetnek tekintik (a fizikai-földrajzi környezet elsődleges tényezőinek komplexuma), és biotóp– mint az abiotikus környezet elemeinek összessége, amelyet az élő szervezetek környezetalkotó tevékenysége módosít. A biogeocenózis belső összetételében olyan szerkezeti és funkcionális egységeket különböztetnek meg, mint a parcellák (a kifejezést N. V. Dylis javasolta). Biogeocenotikus parcellák magában foglalja a növényeket, az állatpopulációkat, a mikroorganizmusokat, az elhalt szerves anyagokat, a talajt és a légkört a biogeocenózis függőleges vastagságában, létrehozva annak belső mozaikját. A biogeocenotikus parcellák növényzetében vizuálisan különböznek: a rétegek magassága és sűrűsége, fajösszetétele, életállapota és a domináns fajok populációinak korspektruma. Néha jól behatárolja őket az erdőtalaj összetétele, szerkezete és vastagsága. Általában a különböző szinteken uralkodó növényekről nevezték el őket. Például egy szőrös sás tölgy-lucfenyő erdőben olyan parcellákat lehet megkülönböztetni, mint a luc-szőrös sás, luc-oxalis, a faréteg ablakaiban nagy páfrány, tölgy-sás, tölgy-nyárfa-tüdőfű, nyír-luc- holt takaró, nyár-hó stb.

Minden csomag létrehozza a sajátját fitoklíma. Tavasszal a hó hosszabb ideig fekszik az árnyékos lucfoltokban, mint a lombosfák alatti területeken vagy az ablakokban. Ezért a tavaszi aktív élet a parcellákban különböző időpontokban kezdődik, és a törmelékfeldolgozás is eltérő sebességgel megy végbe. A parcellák közötti határvonalak lehetnek viszonylag világosak vagy elmosódottak. A kapcsolat a kondicionáló környezeti feltételek (hőcsere, világításváltozás, csapadék újraeloszlás stb.) és az anyag- és energiacsere eredményeként egyaránt létrejön. Létezik a növényi alom szétszóródása, a pollen, spórák, magvak és gyümölcsök légáramlatok és állatok általi átvitele, az állatok mozgása, a csapadék és olvadékvíz felszíni elfolyása, ásványi és szerves anyagok mozgatása. Mindez alátámasztja a biogeocenózist, mint egyetlen, belsőleg heterogén ökoszisztémát.

A különböző parcellák szerepe a biogeocenózisok felépítésében és működésében nem azonos, a legnagyobb, nagy teret és térfogatot elfoglaló parcellákat ún. alapvető. Kevés van belőlük. Meghatározzák a biogeocenosis megjelenését és szerkezetét. A kis területeket elfoglaló parcellákat ún kiegészítő. Számuk mindig nagyobb. Egyes parcellák stabilabbak, mások jelentős és gyors változásoknak vannak kitéve. A növények növekedésével és öregedésével a parcellák nagymértékben változtathatják összetételüket és szerkezetüket, a szezonális fejlődés ritmusait, és különböző módon vehetnek részt az anyagok körforgásában.

Rizs. 145. A fő fajok megújulásának ablaka az erdei biogeocenózisban (O. V. Smirnova, 1998 szerint)

Az erdei biogeocenózisok mozaikossága és az új parcellák megjelenése gyakran összefüggésbe hozható az erdőben lévő ablakok képződésével, azaz a faréteg felborulásával az idős fák kidőlése miatt, tömeges kártevők – rovarok, gombás fertőzések, stb. nagy patás állatok tevékenysége. Egy ilyen mozaik létrehozása feltétlenül szükséges az erdő fenntartható létéhez és a domináns fafajok regenerálódásához, amelyek növekedése gyakran nem fejlődhet ki az anyakoronák alatt, mivel eltérő fényviszonyokat és ásványi táplálékot igényel. Az ablakok folytatása a különböző fajtákhoz elegendő térbeli kiterjedéssel kell rendelkeznie (145. ábra). A kelet-európai lombos erdőkben egyetlen faj sem tud olyan ablakokban termőre jutni, amelyek csak egy-két kifejlett fa koronájának vetületéhez hasonlíthatók. Még a leginkább árnyéktűrő - bükkösök, juharok - is 400-600 m2-es megvilágított parcellákat igényelnek, a fénykedvelő fajok - tölgy, kőris, nyárfa - teljes ontogénje pedig csak legalább 1500-2000-es nagy ablakokban valósítható meg. m2.

A biogeocenózisok szerkezetének és működésének részletes vizsgálata alapján az ökológia a közelmúltban fejlődött ki az ökoszisztémák mozaik-ciklikus szerveződésének koncepciója. Ebből a szempontból sok faj fenntartható léte egy ökoszisztémában az élőhelyek állandóan előforduló természetes zavarai révén valósul meg, lehetővé téve, hogy új generációk foglalják el az újonnan felszabaduló teret.

A biogeocenológia a Föld felszínét szomszédos biogeocenózisok hálózatának tekinti, amelyek az anyagok vándorlásán keresztül kapcsolódnak egymáshoz, de ennek ellenére, bár különböző mértékben, autonóm és ciklusukban specifikus. A biogeocenózis által elfoglalt terület sajátos tulajdonságai eredetiséget adnak, és megkülönböztetik az eredeti típustól.

Mindkét fogalom - az ökoszisztémák és a biogeocenózisok - kiegészítik és gazdagítják egymást, lehetővé téve, hogy a közösségek és a környező szervetlen környezet funkcionális kapcsolatait különböző aspektusokból és különböző nézőpontokból vizsgáljuk.