Az ökoszisztémák fogalma. A biogeocenózisok tana

Az "ökoszisztéma" fogalmát 1935-ben A. Tensley angol botanikus vezette be. Ezzel a kifejezéssel az élőlények bármely halmazát jelölte meg, amelyek együtt élnek, valamint környezetüket. Meghatározása az abiotikus környezet és a biológiai közösség között fennálló egymásrautaltság, kapcsolatok, ok-okozati összefüggések jelenlétét hangsúlyozza, egyfajta funkcionális egésszé egyesítve. Az ökoszisztéma a biológusok szerint különböző fajok különböző populációinak gyűjteménye, amelyek egy közös területen élnek, valamint az őket körülvevő élettelen környezet.

A biogeocenosis természetes képződmény, világos határokkal. 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 felépítésüket, 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 zajlik. Az ökoszisztémák közé tartozik például egy vízcsepp, benne mikroorganizmusokkal, egy virágcserép, egy akvárium, egy bioszűrő, egy levegőztető tartály, egy űrhajó. De nem nevezhetők biogeocenózisoknak. Egy ökoszisztéma több biogeocenózist is tartalmazhat. Térjünk a példákra. Meg lehet különböztetni az óceán és a bioszféra egészének biogeocenózisait, a szárazföldet, az övet, a talaj-klimatikus régiót, a zónát, a tartományt, a körzetet. Így nem minden ökoszisztéma tekinthető biogeocenózisnak. Példák alapján jöttünk rá. 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-kémiai feltételek együttese jellemez, összetett rendszer, amely többé-kevésbé hosszú ideig fennmarad a természetben. A definíciót pontosítva megjegyezzük, hogy a biogeocenózis különböző fajok (történelmileg kialakult) élőlények közössége, amelyek egymással és környezetükkel szoros kapcsolatban állnak, az energia- és anyagcserével. A biogeocenózis sajátos jellemzője, hogy térben korlátozott és meglehetősen homogén a benne szereplő élőlények fajösszetételét tekintve, valamint a különböző egyedek komplexumát tekintve.. Az integrált rendszerként való létezés biztosítja az állandó napenergia-utánpótlást. energiát ehhez a komplexumhoz. 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 lezajlik.

A biocenózis három csoportja

A különböző összetevői közötti kölcsönhatás megvalósításában 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 közöttük meglévő táplálékkapcsolatok egyesítik.

A termelők autotróf élő szervezetek csoportja. A napfény energiáját és a biotóp ásványi anyagait 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 szervetlenekre bontják, így a termelők által „kivont” 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 fajai közé tartoznak az agrobiocenózisok és a városi biogeocenózisok. Nézzük meg mindegyiket közelebbről.

Természetes biogeocenosis

Vegye figyelembe, hogy minden természetes természetes biogeocenózis olyan rendszer, amely hosszú időn keresztül - több ezer és millió év alatt - fejlődött ki. Ezért minden eleme egymáshoz van "lapolva". Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a biogeocenózis ellenállása a környezetben előforduló különféle változásokkal szemben nagyon magas. Az ökoszisztémák „ereje” nem korlátlan. A létfeltételek mély és hirtelen megváltozása, az élőlényfajok számának csökkenése (például a kereskedelmi fajok nagyarányú kifogása következtében) oda vezet, hogy az egyensúly megbomolhat, megsemmisült. Ebben az esetben a biogeocenózisok megváltoznak.

Agrobiocenózisok

Az agrobiocenózisok speciális élőlényközösségek, amelyek az emberek által mezőgazdasági célokra (ültetés, kultúrnövények vetése) használt területeken fejlődnek ki. A termelőket (növényeket), ellentétben a természetes fajok biogeocenózisaival, itt egy ember által termesztett növényfaj, valamint bizonyos számú gyomfaj képviseli. A változatosság (rágcsálók, madarak, rovarok stb.) meghatározza a növénytakarót. Ezek olyan fajok, amelyek az agrobiocenózisok területén növekvő növényekből táplálkozhatnak, 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 szeszélyesebbek, mint a vadon élők. Ezért nem tudnak versenyezni velük.

Városi biogeocenózisok

A városi biogeocenózisok különösen érdekesek. Ez az antropogén ökoszisztémák egy másik típusa. Például a parkok. A főbbek, akárcsak az agrobiocenózisok esetében, antropogének bennük. A növények fajösszetételét az ember határozza meg. Ülteti őket, gondoskodik róluk és feldolgozásukról is. A külső környezet legszembetűnőbb változásai pontosan a városokban fejeződnek ki - a hőmérséklet emelkedése (2 és 7 ° C-ról), a talaj és a légkör összetételének sajátos jellemzői, a páratartalom, a megvilágítás 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 összetétele olyan növényfajokat tartalmaz, mint a tölgyek, bükkök, hársok, gyertyánok, nyírfák, juharok, hegyi kőris, nyárfa és más fák, amelyek lombja ősszel lehull. Több rétegük kiemelkedik az erdőben: alacsony és magas fás, mohás talajtakaró, füvek, cserjék. A felsőbb rétegekben élő növények fotofilebbek. Jobban ellenállnak a páratartalom és a hőmérséklet ingadozásainak, mint az alacsonyabb szintek képviselői. A mohák, füvek és cserjék árnyéktűrőek. Nyáron, félhomályban léteznek, a fák lombozatának kibontakozása után alakulnak ki. Az alom a talaj felszínén fekszik. Félig lebomlott maradványokból, cserjék és fák gallyaiból, lehullott levelekből, elhalt fűből alakul ki.

Az erdei biogeocenózisokat, beleértve a lombhullató erdőket is, gazdag fauna jellemzi. Sok üreges rágcsáló, ragadozó (medve, borz, róka) és üreges rovarevő él bennük. A fákon emlősök is élnek (mókus, mókus, hiúz). Az őz, jávorszarvas, 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 talaj felső rétegeiben, valamint az alomban a rovarokon kívül számos más gerinces (atkák, giliszták, rovarlárvák), számos baktérium és gomba él.

A tó, mint biogeocenózis

Fontolja meg most a tavat. Ez egy példa a biogeocenózisra, amelyben az élőlények élő környezete a víz. A tavak sekély vizében nagy úszó vagy gyökerező növények (gyom, tavirózsa, nád) telepednek meg. A kis úszó növények a vízoszlopban eloszlanak, egészen addig a mélységig, ahol a fény behatol. Ezek főleg algák, amelyeket fitoplanktonnak neveznek. Néha nagyon sok van belőlük, aminek hatására a víz kizöldül, "virágzik". Sok kék-zöld, zöld és kovaalga található a fitoplanktonban. Az ebihalak, rovarlárvák, rákfélék növényi törmelékkel vagy élő növényekkel táplálkoznak. A halak és a ragadozó rovarok kis állatokat esznek. A növényevő és kisebb ragadozó halakra pedig a nagytestű ragadozók vadásznak. A tóban elterjedtek a szerves anyagokat lebontó szervezetek (gombák, flagellák, baktériumok). Különösen sok van belőlük az alján, mivel itt halmozódnak fel az elhullott állatok és növények maradványai.

Két példa összehasonlítása

A biogeocenózis példáit összehasonlítva láthatjuk, hogy a tó és az erdő ökoszisztémái mennyire eltérőek mind fajösszetételükben, mind megjelenésükben. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a bennük lakó organizmusok eltérő élőhellyel rendelkeznek. A tóban víz és levegő, az erdőben talaj és levegő. Ennek ellenére az organizmusok funkcionális csoportjai azonos típusúak. Az erdőben a termelők mohák, gyógynövények, cserjék, fák; a tóban - algák és úszó növények. Az erdőben a fogyasztók közé tartoznak a rovarok, madarak, állatok és más gerinctelen állatok, amelyek az alomban és a talajban élnek. A tó fogyasztói között különböző kétéltűek, rovarok, rákfélék, ragadozó és növényevő halak találhatók. Az erdőben a lebontókat (baktériumok és gombák) szárazföldi formák, a tóban pedig vízi formák képviselik. Azt is megjegyezzük, hogy mind a tó, mind a lombhullató erdő természetes biogeocenózis. Fentebb példákat adtunk mesterségesekre.

Miért váltják fel egymást a biogeocenózisok?

A biogeocenózis nem létezhet örökké. Előbb-utóbb elkerülhetetlenül megváltozik. Ez az élő szervezetek által a környezet változásai következtében, az ember hatására, az evolúció folyamatában, változó éghajlati viszonyok mellett következik be.

Példa a biogeocenózis változására

Tekintsük példaként azt az esetet, amikor maguk az élőlények okozzák az ökoszisztémák változását. Ez a sziklák növényzettel telepedése. Ennek a folyamatnak az első szakaszában nagy jelentőségű a kőzetek mállása: az ásványok részleges feloldódása és kémiai tulajdonságaik megváltozása, pusztulása. A kezdeti szakaszban nagyon fontos szerepet játszanak az első telepesek: algák, baktériumok, kék-zöld. A termelők zuzmók és szabadon élő algák összetételében vannak. Szerves anyagokat hoznak létre. A kék-zöldek nitrogént vesznek fel a levegőből, és olyan környezettel gazdagítják, amely még mindig alkalmatlan lakhatásra. A zuzmók a kőzetet szerves savak váladékával oldják fel. Hozzájárulnak ahhoz, hogy az ásványi táplálkozás elemei fokozatosan felhalmozódnak. A gombák és baktériumok elpusztítják a termelők által létrehozott szerves anyagokat. Az utóbbiak nem teljesen mineralizáltak. Fokozatosan nitrogénnel dúsított ásványi és szerves vegyületek, növényi maradványok keveréke halmozódik fel. A feltételek megteremtődnek a bokros zuzmók és mohák létezéséhez. A nitrogén és a szerves anyagok felhalmozódásának folyamata felgyorsul, vékony talajréteg képződik.

Olyan primitív közösség alakul ki, amely ebben a kedvezőtlen környezetben is létezhet. Az első telepesek jól alkalmazkodnak a kőzetek zord körülményeihez - ellenállnak a fagynak, a melegnek és a szárazságnak. Fokozatosan megváltoztatják élőhelyüket, feltételeket teremtve új populációk kialakulásához. A lágyszárú növények (lóhere, kalászosok, sás, harangvirág stb.) megjelenése után felerősödik a verseny a tápanyagokért, a fényért és a vízért. Ebben a küzdelemben az úttörő telepeseket új fajok szorítják ki. A cserjék megtelepednek a gyógynövényekkel. Gyökereikkel tartják a talajt. Az erdei közösségeket gyep-cserje közösségek váltják fel.

A biogeocenózis hosszú fejlődési és változási folyamata során fokozatosan növekszik a benne szereplő élőlényfajok száma. A közösség összetettebbé válik, egyre inkább szétágazik, nő az élőlények közötti kapcsolatok sokfélesége. Egyre több közösség használja fel a környezet erőforrásait. Így érett lesz, amely jól alkalmazkodik a környezeti feltételekhez, és rendelkezik önszabályozással. Ebben a fajpopulációk jól szaporodnak, és nem helyettesítik más fajokkal. A biogeocenózisok leírt változása több ezer évig tart. Vannak azonban olyan változások, amelyek az emberek egyetlen generációjának szeme láttára mennek végbe. Ez például a kis tározók túlburjánzása.

Tehát beszéltünk arról, hogy mi a biogeocenosis. A fent bemutatott példák és leírások vizuálisan ábrázolják ezt. Minden, amiről beszéltünk, fontos a téma megértéséhez. A biogeocenózisok típusai, szerkezetük, jellemzőik, példák - mindezt tanulmányozni kell, hogy teljes képet kapjunk róluk.

1. A biogeocenózis és biogeocenológia fogalma

Az embernek mindennapi életében folyamatosan meg kell küzdenie az őt körülvevő természeti komplexumok meghatározott területeivel: mező, rét, mocsár, víztározó területeivel. A földfelszín bármely részét vagy természetes komplexumát egy bizonyos természeti egységnek kell tekinteni, ahol minden növényzet, fauna és mikroorganizmus, a talaj és a légkör szorosan összefügg, és kölcsönhatásba lép egymással. Ezeket az összefüggéseket figyelembe kell venni a természeti erőforrások (növény, állat, talaj stb.) bármilyen gazdaságos felhasználása során.

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

A legösszetettebb és legfontosabb természetes biogeocenózisok az erdeiek. Egyetlen természetes komplexumban, semmilyen növényzetben sem fejeződnek ki olyan élesen és olyan sokoldalúan ezek a kapcsolatok, mint az 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 mintegy 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 fontos szerepet játszanak a természetes természet kialakulásában. komplexek és az általuk betöltött funkció. élő anyag a földön. Az erdőkben koncentrálódó szervesanyag tömege 1017-1018 tonna, ami 5-10-szerese az összes lágyszárú növényzet tömegének.

Ezért különös jelentőséget tulajdonítottak és tulajdonítanak az erdőrendszerek biogeocenológiai vizsgálatainak, 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 számít - „... ez a földfelszín ismert kiterjedésű homogén természeti jelenségeinek (légkör, kőzetek, növényzet, állatvilág és mikroorganizmusok világa, talaj és hidrológiai viszonyok) halmaza, amelynek különleges sajátossága van: ezen alkotóelemek kölcsönhatásai és egy bizonyos típusú anyagcsere és energia: egymás között és más természeti jelenségekkel, és egy belső ellentmondásos egységet képviselnek, amely állandó mozgásban és fejlődésben van...".

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, élővilág, talajpopuláció, domborzat, szülőkőzet, talajtulajdonságok, mélység és talajvízviszonyok;

minden biogeocenózist egy speciális, csak inherens típusú anyagcsere és energia jelenléte jellemez,

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

Ezenkívül minden egyes biogeocenózisnak:

Történetében legyen homogén;

Kellően hosszú távra kialakult formációnak lenni;

A növényzetben egyértelműen különbözik a szomszédos biogeocenózisoktól, és ezeknek a különbségeknek természetesnek és ökológiailag megmagyarázhatónak kell lenniük.

Példák biogeocenózisokra:

Forb tölgyes a déli fekvésű deluviális lejtő lábánál, hegyvidéki barnaerdős, közepesen vályogos talajon;

Gabonás rét üregben agyagos tőzeges talajon,

Forb rét magas folyó árterén ártéri szikes-gley közepes agyagos talajon,

Lichen vörösfenyő Al-Fe-humusz-podzolos talajokon,

Liános növényzettel kevert erdő az északi lejtőn barna erdőtalajokon stb.

Egy egyszerűbb meghatározás:"A biogeocenózis az adott ökoszisztéma létezését meghatározó fajok és az élettelen természet összetevőinek összessége, figyelembe véve az elkerülhetetlen antropogén hatást." Az utolsó kiegészítés, figyelembe véve az elkerülhetetlen antropogén hatást, tisztelgés a modernitás előtt. Abban az időben, amikor V.N. Sukachev, nem kellett az antropogén tényezőt a fő környezeti tényezőknek tulajdonítani, ami most van.

A biogeocenózisokkal kapcsolatos tudásterületet biogeocenológiának nevezik. A természetes folyamatok irányításához ismerni kell azokat a mintákat, amelyeknek alá vannak vetve. Számos tudomány vizsgálja ezeket a mintázatokat: meteorológia, klimatológia, geológia, talajtan, hidrológia, botanika és zoológia különböző tanszékei, mikrobiológia stb. A biogeocenológia ezzel szemben bizonyos szögből általánosítja, szintetizálja a felsorolt ​​tudományok eredményeit. , amely a biogeocenózisok összetevőinek egymás közötti kölcsönhatásaira összpontosít, és feltárja azokat az általános mintákat, amelyek szabályozzák ezeket a kölcsönhatásokat.

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 nem csak egymás mellett léteznek, hanem aktívan kölcsönhatásba lépnek egymással. A fő és kötelező összetevők a biocenózis és az ökotóp.

Biocenosis, vagy biológiai közösség - három együtt élő összetevő halmaza: növényzet (fitocenózis), állatok (zoocenosis) és mikroorganizmusok (mikrobocenózis).

Mindegyik komponenst számos különböző faj 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. A mikroorganizmusok, bár többségük nem kapcsolódik a szubsztrátumhoz, alacsony sebességgel mozognak; a víz és a levegő passzívan szállítja őket jelentős távolságokra.

Az állatok a növényektől függenek, mert nem tudnak szervetlen anyagokból szerves anyagot építeni. Egyes mikroorganizmusok (mind a zöldek, mind a nem zöldek) önállóak ebből a szempontból, mivel a napfény energiája vagy a kémiai oxidációs reakciók során felszabaduló energia felhasználásával képesek szervetlen anyagokból szerves anyagokat építeni.

A mikroorganizmusok (mikrobák, baktériumok, protozoonok) fontos szerepet játszanak az elhalt szerves anyagok ásványi anyagokká történő lebontásában, vagyis egy 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 élőlények jellemzőiben a (biomorfológiai, ökológiai, funkcionális stb.) különbségek olyan nagyok, hogy vizsgálatuk módszerei markánsan eltérnek egymástól. Ezért a tudás három ága - a fitocenológia, a zoocenológia és a mikrobiocenológia, a fitocenózisok, a zoocenózisok és a mikrobiális cenózisok tanulmányozása - teljesen jogos.

Ecotop- egy biocenózis élettere vagy élőhelye, egyfajta „földrajzi” tér. Egyrészt jellegzetes altalajú talaj, erdei avar, valamint ilyen-olyan mennyiségű humusz (humusz) alkotja; másrészt a vízi biogeocenózisokban egy bizonyos mennyiségű napsugárzással, ilyen vagy olyan mennyiségű szabad nedvességgel, jellemző szén-dioxid-tartalommal rendelkező légkör, különböző szennyeződések, aeroszolok stb. légkör, víz. A környezet szerepe az organizmusok evolúciójában és létezésében kétségtelen. Egyes részeit (levegő, víz stb.) és tényezőit (hőmérséklet, napsugárzás, magassági gradiensek stb.) abiotikus, vagy élettelen összetevőknek nevezzük, ellentétben az élő anyag által képviselt biotikus összetevőkkel. V.N. Sukachev nem tulajdonított fizikai tényezőket az összetevőknek, míg más szerzők igen (5. ábra).

Biotóp- ez egy ökotóp, amelyet a biocenózis "magáért" alakított át. A biocenózis és a biotóp működése folyamatos egységben. A biocenózis méretei mindig egybeesnek a biotóp határaival, tehát a biogeocenózis egészének határaival.

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

Az élőlények közösségét a biotóp (az osztriga esetében a raj határai) már a létezés kezdetétől korlátozza.

c) V. Dokucsajev;

d) K. Timirjazev;

e) K. Möbius.

(Válasz: b.)

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

a) A. Tensley;

b) V. Dokucsajev;

c) K. Möbius;

d) V. Johansen.

(Válasz: a . )

3. Töltsd ki a hiányosságokat az ökoszisztéma funkcionális csoportjainak és az élőlények birodalmainak megnevezésével!

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

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

4. Minden élőlény a Földön 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 összességét, amelyeket az anyagok körforgása és az energiaáramlás egyetlen természetes komplexummá egyesít, ill.

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

6. Ezen organizmusok közül a termelők közé tartozik:

a) tehén

b) fehér gomba;

c) vöröshere;

d) egy személy.

(Válasz: c.)

7. Válassza ki a listából a másodrendű fogyasztókhoz köthető 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, Colorado burgonyabogár, bika galandféreg, kenguru, katicabogár, 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, galandféreg, katicabogár, jegesmedve, vérszívó szúnyog, szitakötő, szürke cápa.)

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

(Válasz: termelők - tölgy, vadrózsa, 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 átadódik:

(Válasz: ban ben . )

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, és 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 minden növényzetet megesznek és jól fejlődnek.)

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

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

13. Olyan élőlények, amelyek nem feltétlenül szükségesek a biogén elemek (nitrogén, szén, oxigén stb.) zárt körforgásának fenntartásához:

a) termelők;

b) fogyasztók;

c) reduktorok.

Az ökoszisztémák fogalma. A biogeocenózisok tana

Az élőlények közösségeit a legszorosabb anyagi és energiakapcsolatok kötik össze a szervetlen környezettel. 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 élettevékenységének fenntartásához szükséges szervetlen vegyületkészletek rövid időre elegendőek lennének, ha ezek a készletek nem újulnának meg. A biogén elemek visszakerülése a környezetbe mind az élőlények élete során (légzés, kiválasztás, székletürítés következtében), mind haláluk után, a tetemek, növényi maradványok lebomlása következtében. Így a közösség a szervetlen közeggel egy bizonyos rendszert alkot, amelyben az élőlények élettevékenysége által kiváltott atomáramlás hajlamos körforgásban lezárni.

Az ökoszisztémák fogalma. Az élőlények és szervetlen komponensek bármely halmazát, amelyben az anyagok körforgása végbemehet, nevezzük 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 nem rendelkeznek bizonyos térfogattal, és bármilyen hosszúságú teret lefedhetnek.

A rendszerben az anyagok keringésének fenntartásához asszimilált formában lévő szervetlen molekulák készletére és három funkcionálisan eltérő ökológiai szervezetcsoportra van szükség: termelők, fogyasztók és lebontók.

Producerek Az autotróf szervezetek szervetlen vegyületek rovására képesek felépíteni testüket. Fogyasztók - Ezek olyan heterotróf szervezetek, amelyek a termelők vagy más fogyasztók szerves anyagait fogyasztják és új formákká alakítják át. bontók az elhalt szerves anyagok rovására élnek, és ismét szervetlen vegyületekké alakulnak át. Ez a besorolás relatív, hiszen mind a fogyasztók, mind a termelők részben lebontóként működnek, életük során ásványi anyagcseretermékeket juttatva a környezetbe.

Elvileg az atomok keringése a rendszerben köztes láncszem - fogyasztók - nélkül is fenntartható két másik csoport tevékenysége miatt. 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 az ökoszisztéma léptéke rendkívül eltérő. A bennük fenntartott anyagciklusok zártságának mértéke sem azonos, vagyis ugyanazon atomok többszörös bekapcsolódása a ciklusokba. Külön ökoszisztémáknak tekinthetők például egy fatörzsön lévő zuzmópárna, és egy összeomló tuskó a lakosságával, valamint egy kis ideiglenes tározó, rét, erdő, sztyepp, sivatag, az egész óceán és végül a a Föld teljes felszínét élet foglalja el.

Az ökoszisztémák egyes típusaiban a határaikon kívüli anyagok eltávolítása olyan mértékű, hogy stabilitásuk főként az azonos mennyiségű, kívülről beáramló anyag miatt megmarad, miközben a belső keringés nem hatékony. Ezek folyó víztározók, folyók, patakok, hegyek meredek lejtőin lévő területek. Más ökoszisztémák sokkal teljesebb anyagkeringéssel rendelkeznek, és viszonylag önállóak (erdők, rétek, hegyvidéki sztyeppék, tavak stb.). Azonban a Föld egyetlen, még a legnagyobb ökoszisztémája sem rendelkezik teljesen zárt ciklussal. A kontinensek intenzíven cserélnek anyagot az óceánokkal, ezekben a folyamatokban a légkör fontos szerepet játszik, az anyag egy részét egész bolygónk kapja a világűrből, és ad egy részét az űrnek.

A közösségek hierarchiájának megfelelően a földi élet a megfelelő ökoszisztémák hierarchiájában is megnyilvánul. Az ökoszisztéma életszervezése létezésének egyik szükséges feltétele. A biogén elemek készletei, amelyekből az élőlények testei épülnek fel, 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 organizmuscsoportok képesek támogatni 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 fejlődésével párhuzamosan sikeresen fejlődik a biogeocenózisok doktrínája, amelynek szerzője V. N. Sukachev akadémikus (1942).

"Biogeocenosis- ez homogén természeti jelenségek összessége (légkör, kőzetek, növényzet, élővilág és mikroorganizmusok világa, talaj és hidrológiai viszonyok) a Föld felszínének ismert kiterjedésén, amelyeknek megvannak a maga sajátosságai a földfelszín ezen feltételeinek kölcsönhatására. komponensek és egy bizonyos típusú anyag- és energiacsere egymás és más természeti jelenségek között, és belsőleg ellentmondásos egységet képvisel, amely állandó mozgásban, fejlődésben van ”(V. N. Sukachev, 1964).

Az „ökoszisztéma” és a „biogeocenózis” alapvetően közeli fogalmak, de ha ezek közül az első olyan rendszerekre vonatkozik, amelyek bármilyen rangú ciklust biztosítanak, akkor a „biogeocenózis” egy területi fogalom, amely bizonyos területek által elfoglalt területekre vonatkozik. növénytakaró egységei - fitocenózisok . A biogeocenózisok tudománya - biogeocenológia - geobotanikából nőtt ki, és az ökoszisztémák működésének tanulmányozására irányul meghatározott táji viszonyok között, a talaj tulajdonságaitól, a domborzattól, a biogeocenózis környezetének jellegétől és annak elsődleges összetevőitől - kőzetektől, állatoktól, növényektől, mikroorganizmusoktól - függően.

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

Ecotop gyakran abiotikus környezetnek tekinthető, amelyet nem a növények alakítanak át (a fizikai és földrajzi környezet elsődleges tényezőinek komplexuma), hanem 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 állatpopulációt, a mikroorganizmusokat, az elhalt szerves anyagokat, a talajt és a légkört a biogeocenózis teljes függőleges vastagságában, létrehozva annak belső mozaikját. A biogeocenotikus parcellák vizuálisan különböznek a növényzet tekintetében: a rétegek magassága és sűrűsége, fajösszetétele, életállapota és a domináns fajok populációinak korosztálya. Néha jól elhatárolják őket az erdei alom összetétele, szerkezete és vastagsága. Általában a különböző szinteken uralkodó növényekről nevezték el őket. Például egy szőrös sásos tölgy-lucfenyőben olyan parcellákat lehet megkülönböztetni, mint a luc-szőrös-sás, a luc-oxalis, a nagy páfrány a faréteg ablakaiban, a tölgy-édes, a tölgy-nyárfa-tüdőfű, nyír-luc-halott takaró, nyárfa-csontfű stb.

Minden csomagnak megvan a sajátja fitoklíma. Tavasszal a hó tovább marad az árnyékos lucfenyős parcellákban, mint a lombos fák alatti területeken vagy az ablakokban. Ezért a tavaszi parcellákban az aktív élet különböző időpontokban történik, és a törmelékfeldolgozás is eltérő ütemben zajlik. A parcellák közötti határvonalak lehetnek viszonylag világosak vagy homályosak. A kapcsolat mind a környezeti feltételek kondicionálása (hőcsere, világításváltozás, csapadék-újraeloszlás stb.), mind az anyag- és energiacsere eredményeként valósul meg. Létezik a növényi alom szétszóródása, a pollen, a spórák, a magvak és a termések légáramlatok és állatok általi átvitele, az állatok mozgása, a csapadék és az olvadékvíz felszíni elfolyása, az 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. Kis csomagokat hívnak kiegészítő. Számuk mindig nagyobb. Egyes parcellák stabilabbak, mások jelentős és gyors változásoknak vannak kitéve. Ahogy a növények érnek és öregszenek, a parcellák nagymértékben megváltoztathatják összetételüket és szerkezetüket, a szezonális fejlődés ritmusait, és különböző módon vehetnek részt az anyagok körforgásában.

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

Az erdei biogeocenózisok mozaikossága és az új parcellák megjelenése gyakran összefüggésbe hozható az erdőben lévő ablakok kialakulásával, azaz a faréteg megsértésével az idős fák kidőlése miatt, tömeges kártevők - rovarok, gombatámadások - kitörésével, és a nagy patás állatok tevékenysége. Egy ilyen mozaik létrehozása feltétlenül szükséges az erdő fenntartható létéhez és az uralkodó fafajok megújulásához, amelyek aljnövényzete gyakran nem tud kifejlődni a szülőkoronák 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 gyümölcsöt teremni egy vagy két kifejlett fa koronakiemelkedésével arányos ablakokban. Még a leginkább árnyéktűrő - bükkösök, juharok - is 400-600 m 2 -es megvilágított parcellákat igényelnek, és a fénykedvelő fajok - tölgy, kőris, nyárfa - teljes ontogénjét csak nagy, legalább 1500-2000-es ablakokban lehet befejezni. m 2.

Az ökológiai biogeocenózisok szerkezetének és működésének részletes vizsgálata alapján a az ökoszisztémák mozaik-ciklikus szerveződésének koncepciója. Ebből a szempontból sok faj fenntartható léte egy ökoszisztémában a benne folyamatosan előforduló természetes élőhely-zavarok révén valósul meg, lehetővé téve, hogy új generációk foglalják el az újonnan felszabaduló helyet.

A biogeocenológia a Föld felszínét szomszédos biogeocenózisok hálózatának tekinti, amelyek az anyagok vándorlásán keresztül kapcsolódnak egymáshoz, de ennek ellenére, bár különböző mértékben, önállóak és ciklusaikban specifikusak. A biogeocenózis által elfoglalt hely sajátos tulajdonságai eredetiséget adnak, megkülönböztetve a többitől, típus szerint.

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