Conceptul de ecosisteme. Doctrina biogeocenozelor

Conceptul de „ecosistem” a fost introdus în 1935 de A. Tansley, un botanist englez. Cu acest termen el a desemnat orice colecție de organisme care trăiesc împreună, precum și mediul lor. Definiția sa subliniază prezența interdependenței, a relațiilor, a relațiilor cauză-efect care există între mediul abiotic și comunitatea biologică, combinându-le într-un anumit întreg funcțional. Un ecosistem, conform biologilor, este o colecție de tot felul de populații de diferite specii care trăiesc într-un teritoriu comun, precum și mediul neînsuflețit care le înconjoară.

Biogeocenoza este o formațiune naturală care are limite clare. Este format dintr-un ansamblu de biocenoze (ființe vii) care ocupă un anumit loc. De exemplu, pentru organismele acvatice acest loc este apa, pentru cei care trăiesc pe uscat este atmosfera și solul. Mai jos vom analiza ceea ce vă va ajuta să înțelegeți ce este. Vom descrie aceste sisteme în detaliu. Veți afla despre structura lor, ce tipuri există și cum se schimbă.

Biogeocenoza și ecosistem: diferențe

Într-o oarecare măsură, conceptele de „ecosistem” și „biogeocenoză” sunt lipsite de ambiguitate. Cu toate acestea, ele nu coincid întotdeauna în volum. Biogeocenoza și ecosistemul sunt legate ca un concept mai puțin larg și mai larg. Un ecosistem nu este conectat la o anumită zonă limitată a suprafeței pământului. Acest concept poate fi aplicat tuturor sistemelor stabile de componente nevii și vii în care are loc circulația internă și externă a energiei și substanțelor. Ecosistemele, de exemplu, includ o picătură de apă cu microorganisme în ea, un ghiveci de flori, un acvariu, un biofiltru, un rezervor de aerare și o navă spațială. Dar nu pot fi numite biogeocenoze. Un ecosistem poate conține, de asemenea, mai multe biogeocenoze. Să ne uităm la câteva exemple. Putem distinge biogeocenoze ale oceanului și biosferei în ansamblu, continent, centură, regiune sol-climatică, zonă, provincie, district. Astfel, nu orice ecosistem poate fi considerat o biogeocenoză. Am aflat acest lucru uitându-ne la exemple. Dar orice biogeocenoză poate fi numită sistem ecologic. Sperăm că acum înțelegeți specificul acestor concepte. „Biogeocenoza” și „ecosistemul” sunt adesea folosite ca sinonime, dar există încă o diferență între ele.

Caracteristicile biogeocenozei

Multe specii trăiesc de obicei în oricare dintre spațiile limitate. Între ei se stabilește o relație complexă și permanentă. Cu alte cuvinte, diferite tipuri de organisme care există într-un anumit spațiu, caracterizate printr-un ansamblu de condiții fizice și chimice speciale, reprezintă un sistem complex care persistă mai mult sau mai puțin îndelungat în natură. Clarificând definiția, remarcăm că o biogeocenoză este o comunitate de organisme de diferite specii (stabilite istoric), care sunt strâns legate între ele și cu mediul înconjurător, schimbul de energie și substanțe. O caracteristică specifică a unei biogeocenoze este aceea că este limitată spațial și destul de omogen în compoziția speciei a viețuitoarelor incluse în ea, precum și în complexul de diverse. Existența ca sistem integral asigură o aprovizionare constantă cu energie solară acestui complex. . De regulă, granița unei biogeocenoze este stabilită de-a lungul graniței unei fitocenoze (comunități de plante), care este cea mai importantă componentă a acesteia. Acestea sunt principalele sale caracteristici. Rolul biogeocenozei este mare. La nivelul său au loc toate procesele de flux energetic și circulație a substanțelor în biosferă.

Trei grupe de biocenoză

Rolul principal în interacțiunea dintre diferitele sale componente aparține biocenozei, adică ființelor vii. Ele sunt împărțite în funcție de funcțiile lor în 3 grupe - descompunetori, consumatori și producători - și interacționează strâns cu biotopul (natura neînsuflețită) și între ei. Aceste ființe vii sunt unite prin conexiunile alimentare care există între ele.

Producătorii sunt un grup de organisme vii autotrofe. Consumând energia luminii solare și mineralele din biotop, ei creează astfel substanțe organice primare. Acest grup include unele bacterii, precum și plante.

Descompozitorii descompun rămășițele organismelor moarte și, de asemenea, descompun substanțele organice în substanțe anorganice, returnând astfel substanțele minerale „eliminate” de producători în biotop. Acestea sunt, de exemplu, unele tipuri de ciuperci și bacterii unicelulare.

Echilibrul dinamic al sistemului

Tipuri de biogeocenoză

Biogeocenoza poate fi naturală și artificială. Tipurile celor din urmă includ agrobiocenoze și biogeocenoze urbane. Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre ele.

Biogeocenoza naturala

Să remarcăm că fiecare biogeocenoză naturală este un sistem care s-a dezvoltat pe o perioadă lungă de timp - mii și milioane de ani. Prin urmare, toate elementele sale sunt „împodobite” unele cu altele. Acest lucru duce la faptul că rezistența biogeocenozei la diferite schimbări care apar în mediu este foarte mare. „Puterea” ecosistemelor nu este nelimitată. Schimbările profunde și bruște ale condițiilor de viață, o reducere a numărului de specii de organisme (de exemplu, ca urmare a pescuitului pe scară largă a speciilor comerciale) duc la faptul că echilibrul poate fi perturbat și poate fi distrus. În acest caz, apare o modificare a biogeocenozelor.

Agrobiocenoze

Agrobiocenozele sunt comunități speciale de organisme care se dezvoltă în zonele folosite de oameni în scopuri agricole (plantări, culturi de plante cultivate). Producătorii (plantele), spre deosebire de biogeocenozele naturale, sunt reprezentați aici de un tip de cultură cultivat de oameni, precum și de un anumit număr de specii de buruieni. Diversitatea (rozatoare, pasari, insecte etc.) determina acoperirea vegetatiei. Acestea sunt specii care se pot hrăni cu plante care cresc pe teritoriul agrobiocenozelor, precum și se pot afla în condițiile cultivării lor. Aceste condiții determină prezența altor specii de animale, plante, microorganisme și ciuperci.

Agrobiocenoza depinde, în primul rând, de activitățile umane (fertilizarea, lucrarea mecanică a solului, irigarea, tratarea cu pesticide etc.). Stabilitatea biogeocenozei acestei specii este slabă - se va prăbuși foarte repede fără intervenția omului. Acest lucru se datorează parțial faptului că plantele cultivate sunt mult mai solicitante decât cele sălbatice. Prin urmare, nu pot concura cu ei.

Biogeocenoze urbane

Biogeocenozele urbane prezintă un interes deosebit. Acesta este un alt tip de ecosistem antropic. Un exemplu sunt parcurile. Principalele, ca și în cazul agrobiocenozelor, sunt antropice. Compoziția de specii a plantelor este determinată de oameni. El le plantează și, de asemenea, le îngrijește și le prelucrează. Modificările mediului extern sunt cele mai pronunțate în orașe - creșterea temperaturii (de la 2 la 7 ° C), caracteristici specifice ale solului și compoziției atmosferice, un regim special de umiditate, lumină și acțiunea vântului. Toți acești factori formează biogeocenoze urbane. Acestea sunt sisteme foarte interesante și specifice.

Exemplele de biogeocenoză sunt numeroase. Diferite sisteme diferă unele de altele în compoziția speciilor a organismelor, precum și în proprietățile mediului în care trăiesc. Exemple de biogeocenoză, asupra cărora ne vom opri în detaliu, sunt o pădure de foioase și un iaz.

Pădurea de foioase ca exemplu de biogeocenoză

Pădurea de foioase este un sistem ecologic complex. Biogeocenoza din exemplul nostru include specii de plante precum stejari, fagi, tei, carpen, mesteacăn, artar, rowan, aspen și alți arbori ale căror frunze cad toamna. Câteva dintre nivelurile lor ies în evidență în pădure: copaci jos și înalți, acoperire de mușchi, ierburi, arbuști. Plantele care locuiesc în nivelurile superioare sunt mai iubitoare de lumină. Ele rezistă la fluctuațiile de umiditate și temperatură mai bine decât reprezentanții nivelurilor inferioare. Mușchii, ierburile și arbuștii sunt toleranți la umbră. Ele există vara în amurgul format după desfacerea frunzelor copacilor. Litierul se află pe suprafața solului. Este format din resturi semi-descompuse, crenguțe de tufișuri și copaci, frunze căzute și iarbă moartă.

Biogeocenozele forestiere, inclusiv pădurile de foioase, se caracterizează printr-o faună bogată. Ele sunt locuite de multe rozătoare vizuitoare, prădători (urs, bursucul, vulpe) și insectivore. Există și mamifere care locuiesc în copaci (chipmunk, veveriță, râs). Căprioarele, elanii și căprioarele fac parte din grupul de ierbivore mari. Mistreții sunt răspândiți. Păsările cuibăresc în diferite straturi ale pădurii: pe trunchiuri, în tufișuri, pe pământ sau pe vârfurile copacilor și în scobituri. Există multe insecte care se hrănesc cu frunze (de exemplu, omizi), precum și cu lemn (gândacii de scoarță). Pe lângă insecte, straturile superioare ale solului, precum și așternutul, conțin un număr mare de alte vertebrate (căpușe, râme, larve de insecte), multe bacterii și ciuperci.

Iaz ca biogeocenoză

Să luăm acum în considerare un iaz. Acesta este un exemplu de biogeocenoză, în care mediul de viață al organismelor este apa. Plantele mari plutitoare sau înrădăcinate (iazuri, nuferi, stuf) se așează în apele puțin adânci ale iazurilor. Mici plante plutitoare sunt distribuite pe toată coloana de apă, până la adâncimea în care pătrunde lumina. Acestea sunt în principal alge numite fitoplancton. Uneori, există o mulțime de ele, drept urmare apa devine verde și „înflorește”. O varietate de alge albastre-verzi, verzi și diatomee se găsesc în fitoplancton. Mormolocii, larvele de insecte și crustaceele se hrănesc cu resturile vegetale sau cu plante vii. Peștii și insectele prădătoare mănâncă animale mici. Și peștii răpitori erbivori și mai mici sunt vânați de peștii răpitori mari. Organismele care descompun materia organică (ciuperci, flageli, bacterii) sunt răspândite în tot iazul. Există mai ales multe dintre ele în partea de jos, deoarece aici se acumulează rămășițele de animale și plante moarte.

Comparația a două exemple

După ce am comparat exemple de biogeocenoză, vedem cât de diferite sunt ecosistemele unui iaz și ale unei păduri atât în ​​ceea ce privește compoziția speciilor, cât și aspectul. Acest lucru se datorează faptului că organismele care le locuiesc au habitate diferite. Într-un iaz este apă și aer, într-o pădure este pământ și aer. Cu toate acestea, grupurile funcționale ale organismelor sunt de același tip. În pădure, producătorii sunt mușchi, ierburi, arbuști și copaci; În iaz sunt alge și plante plutitoare. În pădure, consumatorii includ insecte, păsări, animale și alte nevertebrate care locuiesc în așternut și în sol. Consumatorii din iaz includ diverși amfibieni, insecte, crustacee, pești răpitori și erbivori. În pădure, descomponenții (bacterii și ciuperci) sunt reprezentați de forme terestre, iar într-un iaz - de cele acvatice. De asemenea, să menționăm că atât iazul, cât și pădurea de foioase sunt o biogeocenoză naturală. Am dat exemple de artificiale mai sus.

De ce se înlocuiesc biogeocenozele?

Biogeocenoza nu poate exista pentru totdeauna. Inevitabil, mai devreme sau mai târziu, va fi înlocuit cu altul. Aceasta se produce ca urmare a schimbărilor din mediu de către organismele vii, sub influența oamenilor, în procesul de evoluție și cu condițiile climatice în schimbare.

Un exemplu de schimbare a biogeocenozei

Să luăm, ca exemplu, cazul în care organismele vii însele provoacă o schimbare a ecosistemelor. Aceasta este colonizarea rocilor cu vegetație. Intemperii rocilor este de mare importanță în primele etape ale acestui proces: dizolvarea parțială a mineralelor și modificările proprietăților chimice ale acestora, distrugerea. În stadiile inițiale, primii coloniști joacă un rol foarte important: alge, bacterii, albastru-verzi. Producătorii sunt alge și licheni care trăiesc liber. Ele creează materie organică. Verdele albastru preia azotul din aer și îl îmbogățește cu el într-un mediu care este încă nepotrivit pentru locuire. Lichenii dizolvă roca cu secreții de acizi organici. Ele contribuie la acumularea treptată a elementelor nutritive minerale. Ciupercile și bacteriile distrug substanțele organice create de producători. Acestea din urmă nu sunt complet mineralizate. Se acumulează treptat un amestec format din compuși minerali și organici și reziduuri vegetale îmbogățite cu azot. Se creează condiții pentru existența lichenilor stufos și a mușchilor. Procesul de acumulare a azotului și a materiei organice se accelerează și se formează un strat subțire de sol.

Se formează o comunitate primitivă care poate exista în acest mediu nefavorabil. Primii coloniști au fost bine adaptați la condițiile dure ale stâncilor - au rezistat la îngheț, căldură și uscăciune. Treptat își schimbă habitatul, creând condiții pentru formarea de noi populații. După ce apar plante erbacee (trifoi, ierburi, rogoz, clopoței etc.), competiția pentru nutrienți, lumină și apă devine mai intensă. În această luptă, coloniștii pionieri sunt înlocuiți cu specii noi. Arbuștii se așează în spatele ierburilor. Ei țin solul în curs de dezvoltare împreună cu rădăcinile lor. Comunitățile de pădure sunt înlocuite cu comunități de iarbă și arbuști.

În timpul lungului proces de dezvoltare și schimbare a biogeocenozei, numărul de specii de organisme vii incluse în aceasta crește treptat. Comunitatea devine mai complexă, devine din ce în ce mai ramificată Varietatea legăturilor care există între organisme crește. Comunitatea folosește din ce în ce mai pe deplin resursele mediului. Așa se transformă într-unul matur, care este bine adaptat condițiilor de mediu și are autoreglare. În ea, populațiile de specii se reproduc bine și nu sunt înlocuite cu alte specii. Modificarea descrisă a biogeocenozelor durează mii de ani. Cu toate acestea, există schimbări care apar în fața ochilor unei singure generații de oameni. De exemplu, aceasta este creșterea excesivă a corpurilor mici de apă.

Deci, am vorbit despre ce este biogeocenoza. Exemplele cu descrieri prezentate mai sus oferă o idee clară despre aceasta. Tot ceea ce am vorbit este important pentru înțelegerea acestui subiect. Tipuri de biogeocenoze, structura lor, caracteristici, exemple - toate acestea ar trebui studiate pentru a avea o înțelegere completă a acestora.

1. Conceptul de biogeocenoză și biogeocenologie

În viața de zi cu zi, o persoană trebuie să se ocupe în mod constant de zone specifice ale complexelor naturale din jurul său: zone de câmpuri, pajiști, mlaștini și rezervoare. Orice zonă a suprafeței pământului sau complex natural ar trebui să fie considerată ca o anumită unitate naturală, unde toată vegetația, fauna și microorganismele, solul și atmosfera sunt strâns interconectate și interacționează între ele. Această relație trebuie luată în considerare în orice utilizare economică a resurselor naturale (plante, animale, sol etc.).

Complexe naturale în care vegetația s-a format pe deplin, și care pot exista de la sine, fără intervenția omului, iar dacă o persoană sau altceva le deranjează, acestea vor fi restaurate, și conform anumitor legi. Astfel de complexe naturale sunt biogeocenoze.

Cele mai complexe și importante biogeocenoze naturale sunt pădurile. În nici un complex natural, nici un tip de vegetație nu sunt exprimate aceste relații atât de ascuțit și de mai multe fațete ca într-o pădure.

pădure reprezintă cel mai puternic „film al vieții”. Pădurile joacă un rol dominant în compoziția acoperirii vegetale a Pământului. Acestea acoperă aproape o treime din suprafața terestră a planetei – 3,9 miliarde de hectare. Dacă avem în vedere că deșerturile, semi-deșerturile și tundrele ocupă aproximativ 3,8 miliarde de hectare, iar peste 1 miliard de hectare sunt deșeuri, terenuri construite și alte terenuri neproductive, atunci devine evident cât de mare este importanța pădurilor în formarea naturală. complexe și funcțiile pe care le îndeplinesc materia vie pe Pământ. Masa de materie organică concentrată în păduri este de 1017–1018 tone, ceea ce este de 5–10 ori mai mare decât masa întregii vegetații erbacee.

De aceea s-a acordat și se acordă o importanță deosebită studiilor biogeocenologice ale sistemelor forestiere iar termenul de „biogeocenoză” a fost propus de academicianul V.N. Sukaciov la sfârșitul anilor 30. Secolului 20 în raport cu ecosistemele forestiere. Dar este valabil în raport cu orice ecosistem natural din orice regiune geografică a Pământului.

Definiția biogeocenozei conform V.N. Sukachev (1964: 23) considerat clasic - „... este un ansamblu de fenomene naturale omogene pe o anumită întindere a suprafeței terestre (atmosfera, roca, vegetația, fauna și lumea microorganismelor, solul și condițiile hidrologice), care are o specificitate deosebită a interacțiuni ale acestor componente care o alcătuiesc și un anumit tip de metabolism și energie: între ele și cu alte fenomene naturale și reprezentând o unitate internă contradictorie, în continuă mișcare și dezvoltare...”

Această definiție reflectă toată esența biogeocenozei, trăsăturile și caracteristicile inerente numai acesteia:

biogeocenoza trebuie să fie omogenă din toate punctele de vedere: materie vie și neînsuflețită: vegetație, faună, populație de sol, relief, rocă-mamă, proprietăți ale solului, adâncime și regimuri de apă subterană;

Fiecare biogeocenoză se caracterizează prin prezența unui tip special, unic de metabolism și energie,

Toate componentele biogeocenozei sunt caracterizate de unitatea vieții și a mediului ei, adică. caracteristicile și tiparele activității de viață ale unei biogeocenoze sunt determinate de habitatul său, astfel, biogeocenoza este un concept geografic.

În plus, fiecare biogeocenoză specifică trebuie:

Să fie omogen în istoria sa;

Să fie o educație stabilită pe termen lung;

Diferă în mod clar ca vegetație de biogeocenozele vecine, iar aceste diferențe trebuie să fie naturale și explicabile din punct de vedere ecologic.

Exemple de biogeocenoze:

Pădure mixtă de stejar la poalele versantului deluvial de expunere sudică pe sol brun-padure de munte-lutos mediu;

Pajiște cu iarbă într-o scobitură pe soluri lutoase și turboase,

O pajiște cu iarbă amestecată pe o câmpie inundabilă înaltă a unui râu pe un sol lutos mediu soddy-gleish,

Lichen de zada pe soluri Al-Fe-humus-podzolice,

Pădure mixtă de foioase cu vegetație de liane pe versantul nordic pe soluri brune de pădure etc.

O definiție mai simplă:„Biogeocenoza este întregul set de specii și întregul set de componente ale naturii neînsuflețite care determină existența unui ecosistem dat, ținând cont de impactul antropic inevitabil.” Cea mai recentă adăugare, ținând cont de inevitabilul impact antropic, este un tribut adus modernității. Pe vremea lui V.N. Sukachev nu a fost nevoie să clasifice factorul antropic ca principal factor de formare a mediului, așa cum este acum.

Domeniul de cunoștințe despre biogeocenoze se numește biogeocenologie. Pentru a controla procesele naturale, trebuie să cunoașteți legile cărora le sunt supuse. Aceste tipare sunt studiate de o serie de științe: meteorologie, climatologie, geologie, științe ale solului, hidrologie, diverse departamente de botanică și zoologie, microbiologie etc. Biogeocenologia generalizează, sintetizează rezultatele științelor enumerate dintr-un anumit unghi, acordând o atenție primordială. la interacțiunile componentelor biogeocenozelor între ele și dezvăluind modele generale care guvernează aceste interacțiuni.

Obiectul de studiu al biogeocenologiei este biogeocenoza.

Subiectul de studiu al biogeocenologiei este interacțiunea componentelor biogeocenozelor între ele și legile generale care guvernează aceste interacțiuni.

2. Compoziția componentelor biogeocenozelor

Componentele biogeocenozei nu numai că există una lângă alta, ci interacționează activ unele cu altele. Componentele principale și obligatorii sunt biocenoza și ecotopul.

Biocenoza, sau comunitatea biologică, este un set de trei componente care trăiesc împreună: vegetația (fitocenoza), animalele (zoocenoza) și microorganismele (microbocenoza).

Fiecare componentă este reprezentată de mulți indivizi din specii diferite. Rolul tuturor componentelor: plante, animale și microorganisme în biocenoză este diferit.

Astfel, plantele formează o structură relativ constantă a biocenozei datorită imobilității lor, în timp ce animalele nu pot servi drept bază structurală a comunității. Microorganismele, deși majoritatea nu sunt atașate de substrat, se mișcă cu viteză mică; apa si aerul le transporta pasiv pe distante considerabile.

Animalele depind de plante deoarece nu pot construi materie organică din materie anorganică. Unele microorganisme (atât toate verzi, cât și unele non-verzi) sunt autonome în acest sens, deoarece sunt capabile să construiască materie organică din materie anorganică folosind energia luminii solare sau energia eliberată în timpul reacțiilor chimice de oxidare.

Microorganismele (microbi, bacterii, protozoare) joacă un rol important în descompunerea substanțelor organice moarte în minerale, adică într-un proces fără de care existența normală a biocenozelor ar fi imposibilă. Microorganismele din sol pot juca un rol semnificativ în structura biocenozelor terestre.

Diferențele (biomorfologice, ecologice, funcționale etc.) în caracteristicile organismelor care alcătuiesc aceste trei grupe sunt atât de mari încât metodele de studiere a acestora diferă semnificativ. Prin urmare, existența a trei ramuri ale cunoașterii - fitocenologia, zoocenologia și microcenologia, care studiază fitocenozele, zoocenozele și respectiv microbiocenozele, este destul de legitimă.

Ecotop– un loc de viață sau habitat al unei biocenoze, un fel de spațiu „geografic”. Se formează pe o parte de pământ cu subsol caracteristic, cu așternut forestier, precum și cu una sau alta cantitate de humus (humus); pe de altă parte, o atmosferă cu o anumită cantitate de radiație solară, cu o anumită cantitate de umiditate liberă, cu un conținut caracteristic de dioxid de carbon, diverse impurități, aerosoli etc. în aer; în biogeocenozele acvatice, în locul atmosferei, există apă. Rolul mediului în evoluția și existența organismelor este fără îndoială. Părțile sale individuale (aer, apă etc.) și factorii (temperatura, radiația solară, gradienții altitudinali etc.) sunt numite componente abiotice, sau nevii, spre deosebire de componentele biotice, reprezentate de materia vie. V.N. Sukachev nu a clasificat factorii fizici ca componente, dar alți autori o fac (Fig. 5).

Biotop- acesta este un ecotop transformat de biocenoză pentru „sine”. Biocenoza și biotopul funcționează în unitate continuă. Dimensiunile unei biocenoze coincid întotdeauna cu granițele biotopului și, prin urmare, cu limitele biogeocenozei în ansamblu.

Dintre toate componentele unui biotop, solul este cel mai apropiat de componenta biogenă a biogeocenozei, deoarece originea sa este direct legată de materia vie. Materia organică din sol este un produs al activității vitale a biocenozei în diferite stadii de transformare.

Comunitatea de organisme este limitată de biotop (în cazul stridiilor, de limitele de adâncime) încă de la începutul existenței sale.

c) V. Dokuchaev;

d) K. Timiryazev;

e) K. Moebius.

(Răspuns: b.)

2. Omul de știință care a introdus conceptul de „ecosistem” în știință:

a) A. Tansley;

b) V. Dokuchaev;

c) K. Mobius;

d) V. Johansen.

(Răspuns: A . )

3. Completați spațiile libere cu numele grupurilor funcționale ale ecosistemului și regnurilor ființelor vii.

Se numesc organisme care consumă materie organică și o transformă în noi forme. Ele sunt reprezentate în principal de specii aparținând lumii. Se numesc organismele care consumă materie organică și o descompun complet în compuși minerali. Ele sunt reprezentate de specii aparținând lui ki. Se numesc organisme care consumă compuși minerali și, folosind energie externă, sintetizează substanțe organice. Ele sunt reprezentate în principal de specii aparținând lumii.

(Răspunsuri(secvenţial): consumatori, animale, descompunetori, ciuperci și bacterii, producători, plante.)

4. Toate viețuitoarele de pe Pământ există datorită materiei organice, produsă în principal de:

a) ciuperci;

b) bacterii;

c) animale;

d) plante.

(Răspuns: G.)

5. Completați cuvintele lipsă.

Se numește o comunitate de organisme de diferite specii, strâns interconectate și care locuiesc într-o zonă mai mult sau mai puțin omogenă. Este format din: plante, animale. Un set de organisme și componente ale naturii neînsuflețite, unite de ciclul substanțelor și fluxul de energie într-un singur complex natural, se numește sau.

(Răspunsuri(secvenţial): biocenoză, ciuperci și bacterii, ecosistem sau biogeocenoză.)

6. Dintre organismele enumerate, producătorii includ:

o vacă;

b) ciuperca porcini;

c) trifoi roșu;

d) persoana.

(Răspuns: c.)

7. Selectați din listă numele animalelor care pot fi clasificate drept consumatori de ordinul doi: șobolan cenușiu, elefant, tigru, ameba dizenterică, scorpion, păianjen, lup, iepure, șoarece, lăcustă, șoim, cobai, crocodil, gâscă , vulpe, biban, antilopă, cobră, țestoasă de stepă, melc de struguri, delfin, gândacul de cartofi de Colorado, tenia taurului, cangur, gărgăriță, urs polar, albină, țânțar suge de sânge, libelulă, molie, afidă, rechin cenușiu.

(Răspuns:șobolan cenușiu, tigru, amebă de dizenterie, scorpion, păianjen, lup, șoim, crocodil, vulpe, biban, cobră, delfin, tenia taur, gărgăriță, urs polar, țânțar suge de sânge, libelulă, rechin cenușiu.)

8. Din denumirile de organisme enumerate, selectați producători, consumatori și descompunetori: urs, taur, stejar, veveriță, hribi, măceș, macrou, broască râioasă, tenia, bacterii putrefactive, baobab, varză, cactus, penicillium, drojdie.

(Răspuns: producători - stejar, măceșe, baobab, varză, cactus; consumatori - urs, taur, veverita, macrou, broasca, tenia; descompozitori - boletus, bacterii putrefactive, penicillium, drojdie.)

9. Într-un ecosistem, fluxul principal de materie și energie este transmis:

(Răspuns: V . )

10. Explicați de ce ar fi imposibilă existența vieții pe Pământ fără bacterii și ciuperci.

(Răspuns: Ciupercile și bacteriile sunt principalii descompozitori în ecosistemele Pământului. Ele descompun materia organică moartă în materie anorganică, care este apoi consumată de plantele verzi. Astfel, ciupercile și bacteriile susțin ciclul elementelor din natură și, prin urmare, viața însăși.)

11. Explicați de ce este rentabil din punct de vedere economic să păstrați peștii erbivori în iazurile de răcire ale centralelor termice.

(Răspuns: Aceste iazuri sunt puternic acoperite de vegetație acvatică, ca urmare, apa din ele stagnează, ceea ce perturbă răcirea apei uzate. Peștii mănâncă toată vegetația și cresc bine.)

12. Numiți organisme care sunt producători, dar care nu aparțin Regatului Plantelor.

(Răspuns: protozoare flagelate fotosintetice (de exemplu, euglena verde), bacterii chemosintetice, cianobacterii.

13. Organisme care nu sunt absolut necesare în menținerea unui ciclu închis de nutrienți (azot, carbon, oxigen etc.):

a) producători;

b) consumatorii;

c) descompunetori.

Conceptul de ecosisteme. Doctrina biogeocenozelor

Comunitățile de organisme sunt conectate cu mediul anorganic prin cele mai apropiate conexiuni materiale și energetice. Plantele pot exista doar datorită aprovizionării constante cu dioxid de carbon, apă, oxigen și săruri minerale. Heterotrofele trăiesc din autotrofe, dar necesită aprovizionarea cu compuși anorganici, cum ar fi oxigenul și apa. În orice habitat dat, rezervele de compuși anorganici necesari pentru a susține viața organismelor care îl locuiesc nu ar dura mult dacă aceste rezerve nu ar fi reînnoite. Revenirea nutrienților în mediu are loc atât în ​​timpul vieții organismelor (ca urmare a respirației, excreției, defecării), cât și după moartea acestora, ca urmare a descompunerii cadavrelor și a resturilor vegetale. Astfel, comunitatea formează un anumit sistem cu mediul anorganic în care fluxul de atomi cauzat de activitatea vitală a organismelor tinde să se închidă într-un ciclu.

Conceptul de ecosisteme. Se numește orice colecție de organisme și componente anorganice în care poate avea loc circulația substanțelor ecosistem. Termenul a fost propus în 1935 de ecologistul englez A. Tansley, care a subliniat că prin această abordare, factorii anorganici și organici acționează ca componente egale și nu putem separa organismele de mediul lor specific. A. Tansley a considerat ecosistemele ca unități de bază ale naturii de pe suprafața Pământului, deși nu au un volum anume și pot acoperi spațiul în orice măsură.

Pentru a menține circulația substanțelor în sistem, este necesar să existe o aprovizionare de molecule anorganice într-o formă asimilabilă și trei grupuri ecologice diferite funcțional de organisme: producători, consumatori și descompunetori.

Producătorii Organismele autotrofe sunt capabile să-și construiască corpul folosind compuși anorganici. Consumatori - sunt organisme heterotrofe care consumă materie organică de la producători sau alți consumatori și o transformă în noi forme. Descompunetoare Ei trăiesc din materie organică moartă, transformând-o înapoi în compuși anorganici. Această clasificare este relativă, deoarece atât consumatorii, cât și producătorii înșiși acționează parțial ca descompunetori, eliberând produse metabolice minerale în mediu de-a lungul vieții.

În principiu, ciclul atomilor poate fi menținut în sistem fără o legătură intermediară - consumatori, datorită activităților altor două grupuri. Cu toate acestea, astfel de ecosisteme apar mai degrabă ca excepții, de exemplu, în acele zone în care funcționează comunitățile formate numai din microorganisme. Rolul consumatorilor în natură este jucat în principal de animale; activitățile acestora în menținerea și accelerarea migrației ciclice a atomilor în ecosisteme sunt complexe și diverse.

Amploarea ecosistemelor din natură variază enorm. Este diferit și gradul de închidere a ciclurilor de materie menținute în ele, adică implicarea multiplă a acelorași atomi în cicluri. Ca ecosisteme separate, putem considera, de exemplu, o pernă de licheni pe trunchiul unui copac, un ciot în descompunere cu populația sa, un mic corp temporar de apă, o pajiște, o pădure, o stepă, un deșert, întregul ocean, și, în sfârșit, întreaga suprafață a Pământului ocupată de viață.

În unele tipuri de ecosisteme, transferul de materie în afara granițelor lor este atât de mare încât stabilitatea lor este menținută în principal prin afluxul aceleiași cantități de materie din exterior, în timp ce ciclul intern este ineficient. Acestea includ rezervoare curgătoare, râuri, pâraie și zone de pe versanții abrupți ai munților. Alte ecosisteme au un ciclu mult mai complet de substanțe și sunt relativ autonome (păduri, pajiști, stepe în zonele plate, lacuri etc.). Cu toate acestea, nici măcar cel mai mare ecosistem de pe Pământ nu are o circulație complet închisă. Continentele schimbă intens materie cu oceanele, iar atmosfera joacă un rol important în aceste procese, iar întreaga noastră planetă primește o parte din materie din spațiul cosmic și eliberează o parte în spațiu.

În conformitate cu ierarhia comunităților, viața pe Pământ se manifestă și în ierarhia ecosistemelor corespunzătoare. Organizarea ecosistemică a vieții este una dintre condițiile necesare existenței acesteia. Rezervele de elemente biogene din care organismele vii își construiesc corpurile pe Pământ în ansamblu și în fiecare zonă specifică de pe suprafața sa nu sunt nelimitate. Doar un sistem de cicluri le-ar putea conferi acestor rezerve proprietatea infinitului, necesară pentru continuarea vieții. Numai grupurile de organisme diferite din punct de vedere funcțional pot menține și desfășura ciclul. Astfel, diversitatea funcțională și ecologică a ființelor vii și organizarea fluxului de substanțe extrase din mediu în cicluri este cea mai veche proprietate a vieții.

Doctrina biogeocenozelor.În paralel cu dezvoltarea conceptului de ecosisteme, se dezvoltă cu succes doctrina biogeocenozelor, al cărei autor a fost academicianul V.N. Sukachev (1942).

„Biogeocenoza- este un ansamblu de fenomene naturale omogene (atmosferă, rocă, vegetație, fauna și lumea microorganismelor, sol și condiții hidrologice) pe o anumită întindere a suprafeței terestre, care au propria interacțiune specifică a acestor componente și un anumit tip de schimb de substanțe și energie între ele și ceilalți fenomene ale naturii și reprezentând o unitate interioară contradictorie, în continuă mișcare și dezvoltare” (V.N. Sukachev, 1964).

„Ecosistem” și „biogeocenoză” sunt în esență concepte similare, dar dacă primul dintre ele este aplicabil pentru a desemna sisteme care asigură circulația de orice rang, atunci „biogeocenoza” este un concept teritorial, referindu-se la astfel de suprafețe de teren care sunt ocupate de anumite unităţi de acoperire vegetală - fitocenoze . Știința biogeocenozelor - biogeocenologie – a luat naștere din geobotanica și are ca scop studierea funcționării ecosistemelor în condiții specifice de peisaj în funcție de proprietățile solului, topografie, natura mediului biogeocenozei și componentele sale primare - rocă, animale, plante, microorganisme.

În biogeocenoză, V.N. Sukachev a distins două blocuri: ecotop – un ansamblu de condiţii ale mediului abiotic şi biocenoza- totalitatea tuturor organismelor vii.

Ecotop adesea considerat ca un mediu abiotic netransformat de plante (complexul primar de factori ai mediului fizico-geografic) și biotop– ca ansamblu de elemente ale mediului abiotic, modificate de activitățile formatoare de mediu ale organismelor vii. În compoziția internă a biogeocenozei se disting astfel de unități structurale și funcționale precum parcelele (termenul a fost propus de N.V. Dylis). Parcele biogeocenotice includ plante, populații de animale, microorganisme, materie organică moartă, sol și atmosfera pe toată grosimea verticală a biogeocenozei, creând mozaicul intern al acesteia. Parcele biogeocenotice diferă vizual prin vegetație: înălțimea și densitatea straturilor, compoziția speciilor, starea de viață și spectrul de vârstă al populațiilor speciilor dominante. Uneori sunt bine delimitate de compoziția, structura și grosimea podelei pădurii. Ele sunt de obicei numite după plantele care domină în diferite niveluri. De exemplu, într-o pădure de rogoz păros de stejar-molid se pot distinge astfel de parcele precum molid-molid, molid-oxalis, ferigă mare în ferestrele stratului de copac, stejar-roz, stejar-aspen-lungwort, mesteacăn-molid- acoperire moartă, aspen-zăpadă etc.

Fiecare parcelă își creează propriul său fitoclimat. Primăvara, zăpada stă mai mult în zonele umbroase de molid decât în ​​zonele de sub copaci de foioase sau în ferestre. Prin urmare, viața activă primăvara în pachete începe la momente diferite, iar procesarea detritusului are loc și la viteze diferite. Granițele dintre parcele pot fi fie relativ clare, fie neclare. Relația apare atât ca urmare a condiționării condițiilor de mediu (schimb de căldură, modificări ale iluminatului, redistribuirea precipitațiilor etc.), cât și ca urmare a schimbului de materiale și energie. Există o împrăștiere a așternutului vegetal, transferul de polen, spori, semințe și fructe de către curenții de aer și animale, deplasarea animalelor, scurgerea de suprafață a precipitațiilor și a apei de topire, deplasarea substanțelor minerale și organice. Toate acestea susțin biogeocenoza ca un ecosistem unic, eterogen intern.

Rolul diferitelor parcele în structura și funcționarea biogeocenozelor nu este același; cele mai mari parcele, care ocupă spații și volume mari, se numesc cele principale. Sunt puțini dintre ei. Ele determină aspectul și structura biogeocenozei. Se numesc parcele care ocupă suprafețe mici complementar. Numărul lor este întotdeauna mai mare. Unele parcele sunt mai stabile, altele sunt supuse unor modificări semnificative și rapide. Pe măsură ce plantele cresc și îmbătrânesc, parcelele își pot schimba foarte mult compoziția și structura, ritmurile dezvoltării sezoniere și pot participa la ciclul substanțelor în moduri diferite.

Orez. 145. Fereastra de reînnoire a principalelor specii în biogeocenoza forestieră (conform O. V. Smirnova, 1998)

Natura mozaică a biogeocenozelor forestiere și apariția unor noi parcele sunt adesea asociate cu formarea de ferestre în păduri, adică perturbarea stratului arborelui din cauza căderii copacilor bătrâni, focare de dăunători în masă - insecte, infecții fungice și activitatea ungulatelor mari. Crearea unui astfel de mozaic este absolut necesară pentru existența durabilă a pădurii și regenerarea speciilor dominante de arbori, a căror creștere adesea nu se poate dezvolta sub coroanele mamei, deoarece necesită condiții diferite de iluminare și nutriție minerală. Reluați ferestrele pentru diferite rase trebuie să aibă suficientă întindere spațială (Fig. 145). În pădurile cu frunze late din Europa de Est, nici o singură specie nu poate proceda la fructificare în ferestre comparabile doar cu proiecțiile coroanelor unuia sau doi copaci maturi. Chiar și cei mai toleranți la umbră dintre ei - fagi, arțari - necesită parcele iluminate de 400-600 m2, iar ontogenia completă a speciilor iubitoare de lumină - stejar, frasin, aspen poate fi finalizată doar în ferestre mari de cel puțin 1500-2000. m2.

Pe baza unui studiu detaliat al structurii și funcționării biogeocenozelor, ecologia s-a dezvoltat recent conceptul de organizare mozaic-ciclică a ecosistemelor. Din acest punct de vedere, existența durabilă a multor specii într-un ecosistem se realizează datorită perturbărilor naturale ale habitatelor care apar constant în acesta, permițând noilor generații să ocupe spațiul nou eliberat.

Biogeocenologia consideră suprafața Pământului ca o rețea de biogeocenoze învecinate, interconectate prin migrarea substanțelor, dar cu toate acestea, deși în grade diferite, autonome și specifice în ciclurile lor. Proprietățile specifice unei zone ocupate de o biogeocenoză îi conferă originalitate, deosebindu-se de altele de tip original.

Ambele concepte - ecosisteme și biogeocenoze - se completează și se îmbogățesc reciproc, permițându-ne să luăm în considerare conexiunile funcționale ale comunităților și mediul anorganic din jur în diferite aspecte și din puncte de vedere diferite.