Conceptul de ecosisteme. Doctrina biogeocenozelor

Conceptul de „ecosistem” a fost introdus în 1935 de către A. Tensley, un botanist englez. Prin acest termen, el a desemnat orice set de organisme care trăiesc împreună, precum și mediul lor. Definiția sa subliniază prezența interdependenței, a relațiilor, a relațiilor cauzale care există între mediul abiotic și comunitatea biologică, combinându-le într-un fel de întreg funcțional. Un ecosistem, conform biologilor, este o colecție de diferite populații de diferite specii care trăiesc într-o zonă comună, precum și mediul neînsuflețit din jurul lor.

Biogeocenoza este o formațiune naturală cu 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 de ele există și cum se schimbă.

Biogeocenoză 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. Ecosistemul nu este asociat cu o anumită zonă limitată a suprafeței pământului. Acest concept poate fi aplicat tuturor sistemelor stabile de componente nevii și vii în care există o circulație 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, o navă spațială. Dar nu pot fi numite biogeocenoze. Un ecosistem poate include mai multe biogeocenoze. Să ne întoarcem la exemple. Este posibil să se distingă biogeocenozele oceanului și biosferei în ansamblu, continent, centură, regiune sol-climatică, zonă, provincie, district. Astfel, nu orice ecosistem poate fi considerat o biogeocenoză. Ne-am dat seama 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 totuși o diferență între ele.

Caracteristicile biogeocenozei

Multe specii trăiesc de obicei în oricare dintre spațiile închise. Între ei se stabilește o relație complexă și constantă. Cu alte cuvinte, diferitele tipuri de organisme care există într-un anumit spațiu, caracterizate printr-un complex de condiții fizico-chimice speciale, sunt un sistem complex care persistă mai mult sau mai puțin îndelungat în natură. Clarificând definiția, remarcăm că biogeocenoza este o comunitate de organisme de diferite specii (stabilite istoric), care sunt strâns legate între ele și cu mediul lor, schimbul de energie și substanțe. O caracteristică specifică a biogeocenozei este aceea că este limitată spațial și destul de omogen din punct de vedere al compoziției de specii a ființelor vii incluse în ea, precum și din punct de vedere al unui complex de diferite.Existența ca sistem integral asigură o aprovizionare constantă cu energia solară. energie la acest complex. De regulă, granița biogeocenozei este stabilită de-a lungul graniței fitocenozei (comunității de plante), care este cea mai importantă componentă a acesteia. Acestea sunt principalele sale caracteristici. Rolul biogeocenozei este mare. La nivelul ei au loc toate procesele de curgere a energiei si de circulatie a substantelor in biosfera.

Trei grupe de biocenoză

Rolul principal în implementarea interacțiunii 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 legăturile alimentare existente între ele.

Producătorii sunt un grup de organisme vii autotrofe. Consumând energia luminii solare și mineralele din biotop, ele creează 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 „retrase” 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. Speciile celor din urmă includ agrobiocenoze și biogeocenoze urbane. Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre ele.

Biogeocenoza naturala

Rețineți că fiecare biogeocenoză naturală naturală este un sistem care s-a dezvoltat de-a lungul timpului îndelungat - mii și milioane de ani. Prin urmare, toate elementele sale sunt „lipite” unele de 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 existență, o reducere a numărului de specii de organisme (de exemplu, ca urmare a unei capturi la scară largă de specii comerciale) duc la faptul că echilibrul poate fi perturbat și poate fi distrus. În acest caz, are loc o schimbare a biogeocenozelor.

Agrobiocenoze

Agrobiocenozele sunt comunități speciale de organisme care se dezvoltă în zonele folosite de oameni în scopuri agricole (plantare, semănat de plante cultivate). Producătorii (plantele), spre deosebire de biogeocenozele unei specii naturale, sunt reprezentați aici de un tip de cultură crescut de om, 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 (fertilizare, lucrare mecanică a solului, irigații, tratament 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 capricioase decât cele sălbatice. Prin urmare, nu pot concura cu ei.

Biogeocenoze urbane

Biogeocenozele urbane prezintă un interes deosebit. Acesta este un alt tip de ecosisteme antropice. Parcurile sunt un exemplu. Principalele, ca și în cazul agrobiocenozelor, sunt antropice în ele. Compoziția de specii a plantelor este determinată de om. El le plantează și, de asemenea, are grijă de ele și de prelucrarea lor. Cele mai pronunțate modificări ale mediului extern sunt exprimate tocmai în orașe - creșterea temperaturii (de la 2 la 7 ° C), caracteristici specifice ale solului și compoziției atmosferice, un regim special de umiditate, iluminare 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. Compoziția biogeocenozei din exemplul nostru include specii de plante precum stejari, fagi, tei, carpen, mesteacăn, arțar, frasin de munte, aspen și alți arbori al căror frunziș cade toamna. Câteva dintre nivelurile lor ies în evidență în pădure: lemnos joase și înalte, acoperire a solului cu mușchi, ierburi, arbuști. Plantele care locuiesc în nivelurile superioare sunt mai fotofile. Aceștia rezistă mai bine la fluctuațiile de umiditate și temperatură decât reprezentanții nivelurilor inferioare. Mușchii, ierburile și arbuștii sunt toleranți la umbră. Ele există vara în amurg, formate după ce frunzișul copacilor se desfășoară. Litierul se află pe suprafața solului. Se formează din resturi semidescompuse, crenguțe de arbuști și copaci, frunze căzute, ierburi moarte.

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

Iaz ca biogeocenoză

Luați în considerare acum iazul. Acesta este un exemplu de biogeocenoză, în care mediul de viață al organismelor este apa. Plantele mari plutitoare sau înrădăcinate (buruieni, 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, care se numesc fitoplancton. Uneori sunt o mulțime, în urma cărora apa devine verde, „înflorește”. Multe alge albastre-verzi, verzi și diatomee se găsesc în fitoplancton. Mormolocii, larvele de insecte, crustaceele se hrănesc cu resturile vegetale sau cu plante vii. Peștii și insectele prădătoare mănâncă animale mici. Iar peștii răpitori erbivori și mai mici sunt vânați de răpitori mari. Organismele care descompun materia organică (ciuperci, flagelate, 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

Comparând exemple de biogeocenoză, vedem cât de diferite sunt atât ca compoziție de specii, cât și ca aspect, ecosistemele iazului și pădurii. Acest lucru se datorează faptului că organismele care le locuiesc au un habitat diferit. 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, copaci; în iaz - 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, descompozitorii (bacterii și ciuperci) sunt reprezentați de forme terestre, iar în iaz - de cele acvatice. De asemenea, remarcăm că atât iazul, cât și pădurea de foioase sunt biogeocenoză naturală. Am dat exemple de artificiale mai sus.

De ce se înlocuiesc biogeocenozele?

Biogeocenoza nu poate exista pentru totdeauna. Inevitabil se va schimba mai devreme sau mai târziu. Aceasta se produce ca urmare a modificărilor mediului înconjurător de către organismele vii, sub influența omului, în procesul de evoluție, cu schimbarea condițiilor climatice.

Un exemplu de schimbare a biogeocenozei

Să luăm ca exemplu cazul în care organismele vii înseși sunt cauza schimbării ecosistemelor. Aceasta este așezarea stâncilor cu vegetație. De mare importanță în primele etape ale acestui proces este degradarea rocilor: dizolvarea parțială a mineralelor și modificarea proprietăților lor chimice, distrugerea. În stadiile inițiale, primii coloniști joacă un rol foarte important: alge, bacterii, albastru-verde. Producătorii sunt în compoziția de licheni și alge cu viață liberă. Ele creează materie organică. Verdele albastru preia azotul din aer și îl îmbogățește cu un mediu care este încă nepotrivit pentru locuire. Lichenii dizolvă roca cu secreții de acizi organici. Ele contribuie la faptul că elementele de nutriție minerală se acumulează treptat. Ciupercile și bacteriile distrug substanțele organice create de producători. Acestea din urmă nu sunt complet mineralizate. Treptat, se acumulează un amestec de 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, se formează un strat subțire de sol.

Se formează o comunitate primitivă care poate exista în acest mediu nefavorabil. Primii coloniști sunt bine adaptați la condițiile dure ale rocilor - rezistă la îngheț, căldură și uscăciune. Treptat, își schimbă habitatul, creând condiții pentru formarea de noi populații. După apariția plantelor erbacee (trifoi, cereale, rogoz, clopoțel etc.), competiția pentru nutrienți, lumină și apă se intensifică. În această luptă, coloniștii pionieri sunt înlocuiți de noi specii. Arbuștii se mulțumesc cu ierburi. Ei țin solul în loc cu rădăcinile lor. Comunitățile de pădure sunt înlocuite cu comunități de iarbă-arbuști.

În cursul unui lung proces de dezvoltare și schimbare a biogeocenozei, numărul de specii de organisme vii incluse în ea crește treptat. Comunitatea devine mai complexă, devine din ce în ce mai ramificată Varietatea relațiilor care există între organisme crește. Din ce în ce mai multă comunitate utilizează resursele mediului. Așa că 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 au loc sub ochii unei singure generații de oameni. De exemplu, aceasta este creșterea excesivă a rezervoarelor mici.

Deci, am vorbit despre ce este biogeocenoza. Exemplele cu descrieri prezentate mai sus oferă o reprezentare vizuală a acesteia. 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 imagine completă a acestora.

1. Conceptul de biogeocenoză și biogeocenologie

O persoană în viața de zi cu zi trebuie să se ocupe în mod constant de zone specifice ale complexelor naturale care o înconjoară: zone ale unui câmp, pajiște, mlaștină, rezervor. Orice parte a suprafeței pământului, sau complex natural, ar trebui considerată ca o anumită unitate naturală, unde toată vegetația, fauna și microorganismele, solul și atmosfera sunt strâns interconectate și interacționează între ele. Aceste relații trebuie luate în considerare în orice utilizare economică a resurselor naturale (plante, animale, sol etc.).

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

Cele mai complexe și importante biogeocenoze naturale sunt cele forestiere. În nici un complex natural, în nici un tip de vegetație, aceste relații sunt exprimate atât de ascuțit și de mai multe laturi ca în 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 luăm în considerare 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 importante sunt pădurile în formarea naturală. complexe şi funcţia pe care o îndeplinesc.materia vie de pe pământ. Masa de materie organică concentrată în păduri este de 1017–1018 tone, adică de 5–10 ori 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) este considerată clasică - „... este un ansamblu de fenomene naturale omogene (atmosfera, roci, vegetație, fauna și lumea microorganismelor, sol și condiții hidrologice) pe o întindere cunoscută a suprafeței terestre, care are o specificitate deosebită de interacțiunile acestor componente constitutive și un anumit tip de metabolism și energie: între ele și cu alte fenomene naturale și reprezentând o unitate internă contradictorie, care este 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 nevie: vegetație, faună sălbatică, populație de sol, relief, rocă-mamă, proprietăți ale solului, adâncime și regimuri de apă subterană;

fiecare biogeocenoză este caracterizată prin prezența unui tip special, numai inerent de metabolism și energie,

toate componentele biogeocenozei sunt caracterizate de unitatea vieții și a mediului ei, adică caracteristicile și tiparele activității de viață ale biogeocenozei sunt determinate de habitatul său, prin urmare, biogeocenoza este un concept geografic.

În plus, fiecare biogeocenoză specifică ar trebui:

Să fie omogen în istoria sa;

Să fie o formație stabilită suficient de lungă;

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

Exemple de biogeocenoze:

Pădurea de stejar Forb la poalele versantului deluvial de expunere sudică pe sol brun-lutos mediu de munte;

Pajiște de cereale într-o scobitură pe soluri lutoase de turbă,

Lunca Forb pe o câmpie inundabilă de râu înalt pe câmpie inundabilă sol argilos mediu soddy-gley,

Zada lichen pe soluri Al-Fe-humus-podzolice,

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

O definiție mai simplă:„Biogeocenoza este întregul ansamblu de specii și întregul ansamblu de componente ale naturii neînsuflețite care determină existența unui ecosistem dat, ținând cont de impactul antropic inevitabil”. Ultima adăugare, ținând cont de inevitabilul impact antropic, este un tribut adus modernității. Pe vremea lui V.N. Sukachev, nu a fost nevoie să atribuiți factorul antropic principalilor factori de mediu, ceea ce este acum.

Domeniul de cunoștințe despre biogeocenoze se numește biogeocenologie. Pentru a controla procesele naturale, trebuie să cunoaștem tiparele la care sunt supuse. O serie de științe studiază aceste tipare: meteorologie, climatologie, geologie, științe ale solului, hidrologie, diverse departamente de botanică și zoologie, microbiologie etc. Biogeocenologia, pe de altă parte, generalizează, sintetizează rezultatele științelor enumerate dintr-un anumit unghi. , concentrându-se pe 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 există doar una lângă alta, ci interacționează activ unele cu altele. Componentele principale și obligatorii sunt biocenoza și ecotopul.

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

Fiecare dintre componente 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 permanentă 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 de oxidare chimică.

Microorganismele (microbi, bacterii, protozoare) joacă un rol important în descompunerea materiei 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 grupuri sunt atât de mari încât metodele de studiu ale acestora diferă semnificativ. Prin urmare, existența a trei ramuri de cunoaștere - fitocenologie, zoocenologie și microbiocenologie, care studiază fitocenozele, zoocenozele și, respectiv, cenozele microbiene, este destul de legitimă.

Ecotop- un loc de viață sau habitat al unei biocenoze, un fel de spațiu „geografic”. Se formează pe de o parte din sol cu ​​subsol caracteristic, cu așternut de pădure și, de asemenea, cu una sau alta cantitate de humus (humus); pe de altă parte, o atmosferă cu o anumită cantitate de radiație solară, cu una sau alta cantitate de umiditate liberă, cu un conținut caracteristic de dioxid de carbon în aer, diverse impurități, aerosoli etc., în biogeocenozele acvatice, în locul atmosfera, apa. Rolul mediului în evoluția și existența organismelor este fără îndoială. Părțile sale individuale (aer, apă etc.) și factorii (temperatura, radiația solară, gradienții de altitudine etc.) sunt numite componente abiotice, sau neînsuflețite, spre deosebire de componentele biotice reprezentate de materia vie. V.N. Sukachev nu a atribuit factorii fizici componentelor, în timp ce alți autori o fac (Fig. 5).

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

Dintre toate componentele biotopului, 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 bancului) încă de la începutul existenței.

c) V. Dokuchaev;

d) K. Timiryazev;

e) K. Möbius.

(Răspuns: b.)

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

a) A. Tensley;

b) V. Dokuchaev;

c) K. Möbius;

d) V. Johansen.

(Răspuns: A . )

3. Completați golurile cu numele grupelor funcționale ale ecosistemului și regnurile ființelor vii.

Organismele care consumă materie organică și o procesează în forme noi sunt numite. 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 înrudite cu 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(rand pe rand): consumatori, animale, descompunetori, ciuperci și bacterii, producători, plante.)

4. Toate ființele vii 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. Totalitatea organismelor și componentelor naturii neînsuflețite, unite prin circulația substanțelor și fluxul de energie într-un singur complex natural, se numește sau.

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

6. Dintre aceste organisme, producătorii includ:

a) o vacă

b) ciuperca albă;

c) trifoi roșu;

d) o persoană.

(Răspuns: c.)

7. Selectați din listă numele animalelor care pot fi atribuite consumatorilor de ordinul doi: șobolan cenușiu, elefant, tigru, amibe de dizenterie, scorpion, păianjen, lup, iepure, șoarece, lăcustă, șoim, cobai, crocodil, gâscă, vulpe, biban, antilopă, cobră, broască țestoasă de stepă, melc de struguri, delfin, gândacul cartofului de Colorado, tenia taurului, cangur, gărgăriță, urs polar, albină, țânțar suge de sânge, libelule, molie, afidă, rechin cenușiu.

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

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

(Răspuns: producători - stejar, trandafir sălbatic, 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 transferat:

(Răspuns:în . )

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 organismele care sunt producători, dar 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 elemente biogene (azot, carbon, oxigen etc.):

a) producători;

b) consumatorii;

c) reductoare.

Conceptul de ecosisteme. Doctrina biogeocenozelor

Comunitățile de organisme sunt legate de mediul anorganic prin cele mai strânse legături materiale și energetice. Plantele pot exista doar datorită aprovizionării constante cu dioxid de carbon, apă, oxigen și săruri minerale. Heterotrofei trăiesc din autotrofe, dar au nevoie de compuși anorganici precum oxigenul și apa. În orice habitat anume, rezervele de compuși anorganici necesare menținerii activității vitale a organismelor care îl locuiesc ar fi suficiente pentru o perioadă scurtă de timp dacă aceste rezerve nu ar fi reînnoite. Revenirea elementelor biogene 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 reziduurilor vegetale. Astfel, comunitatea formează un anumit sistem cu mediul anorganic, în care fluxul de atomi, cauzat de activitatea vitală a organismelor, tinde să fie închis într-un ciclu.

Conceptul de ecosisteme. Se numește orice set 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 fiind unitățile de bază ale naturii de pe suprafața Pământului, deși nu au un anumit volum și pot acoperi spațiu de orice lungime.

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

Producătorii organismele autotrofe sunt capabile să-și construiască corpurile în detrimentul compușilor anorganici. Consumatori - Sunt organisme heterotrofe care consumă materia organică a producătorilor sau a altor consumatori și o transformă în forme noi. descompunetori trăiesc în detrimentul materiei organice moarte, transformându-l din nou în compuși anorganici. Această clasificare este relativă, deoarece atât consumatorii, cât și producătorii înșiși acționează parțial ca descompunetori, eliberând produse metabolice minerale în mediu în timpul vieții lor.

În principiu, circulația atomilor poate fi menținută în sistem fără o legătură intermediară - consumatori, datorită activității altor două grupuri. Cu toate acestea, astfel de ecosisteme se găsesc mai degrabă ca excepții, de exemplu, în acele zone în care funcționează comunitățile formate numai din microorganisme. Rolul consumatorilor în natură este îndeplinit în principal de animale, activitatea acestora în menținerea și accelerarea migrației ciclice a atomilor în ecosisteme este complexă și diversă.

Scara ecosistemului în natură este extrem de diferită. Nu este, de asemenea, gradul de închidere a ciclurilor de materie menținute în ele, adică implicarea multiplă a acelorași atomi în cicluri. Ca ecosisteme separate, se poate considera, de exemplu, o pernă de licheni pe trunchiul unui copac și un ciot care se prăbușește cu populația sa și un mic rezervor temporar, pajiște, pădure, stepă, deșert, întregul ocean și, în cele din urmă, întreaga suprafață a Pământului ocupată de viață.

În unele tipuri de ecosisteme, îndepărtarea materiei în afara granițelor lor este atât de mare încât stabilitatea acestora se menține în principal datorită afluxului aceleiași cantități de materie din exterior, în timp ce circulația internă este ineficientă. Acestea sunt rezervoare curgătoare, râuri, pâraie, zone de pe versanții abrupți ai munților. Alte ecosisteme au o circulație mult mai completă a substanțelor și sunt relativ autonome (păduri, pajiști, stepe în zonele montane, lacuri etc.). Cu toate acestea, nici măcar cel mai mare ecosistem al Pământului nu are un ciclu complet închis. 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 o dă spațiului.

În conformitate cu ierarhia comunităților, viața pe Pământ se manifestă și în ierarhia ecosistemelor corespunzătoare. Organizarea ecosistemică a vieții este una dintre condițiile necesare pentru existența acesteia. Rezervele de elemente biogene, din care sunt construite corpurile organismelor vii, 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 susține și desfășura ciclul. Astfel, diversitatea funcțională și ecologică a ființelor vii și organizarea fluxului de substanțe extrase din mediu în cicluri sunt 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- acesta este un ansamblu de fenomene naturale omogene (atmosfera, roci, vegetație, fauna sălbatică și lumea microorganismelor, sol și condiții hidrologice) pe o întindere cunoscută a suprafeței pământului, care au propriile lor specificități de interacțiune a acestor termeni ai acestuia. componente și un anumit tip de schimb de substanțe și energie între ele și alte fenomene naturale și reprezentând o unitate interioară contradictorie, care este în continuă mișcare, dezvoltare ”(V. N. Sukachev, 1964).

„Ecosistem” și „biogeocenoză” sunt în esență concepte apropiate, dar dacă primul dintre ele este aplicabil pentru a se referi la sisteme care oferă cicluri de orice rang, atunci „biogeocenoză” 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, relief, natura mediului biogeocenozei și componentele sale primare - roci, animale, plante, microorganisme.

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

Ecotop adesea considerat ca un mediu abiotic, netransformat de plante (complexul primar de factori ai mediului fizic și geografic), dar biotop- ca ansamblu de elemente ale mediului abiotic, modificate de activitatea de formare a mediului a 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, populație animală, microorganisme, materie organică moartă, sol și atmosfera pe toată grosimea verticală a biogeocenozei, creând mozaicul intern al acesteia. Parcele biogeocenotice diferă vizual în ceea ce privește vegetația: înălțimea și densitatea straturilor, compoziția speciilor, starea de viață și intervalul de vârstă al populațiilor speciilor dominante. Uneori sunt bine delimitate de compoziția, structura și grosimea așternutului forestier. Ele sunt de obicei numite după plantele care domină în diferite niveluri. De exemplu, într-o pădure de stejar-molid, se pot distinge astfel de parcele precum molid-păros, molid-oxalis, feriga mare în ferestrele stratului de copac, stejar-dulce, stejar-aspen-lungwort, mesteacăn-molid-copertă de moarte, aspen-snotweed etc.

Fiecare parcelă are propriul său fitoclimat. Primăvara, zăpada stă mai mult în parcelele umbroase de molid decât în ​​zonele de sub foioase sau în ferestre. Prin urmare, viața activă în parcele primăvara are loc în momente diferite, iar procesarea detritusului se desfășoară, de asemenea, în ritmuri diferite. Granițele dintre parcele pot fi fie relativ clare, fie neclare. Relația se realizează 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 gunoiului vegetal, transferul de polen, spori, semințe și fructe de către curenții de aer și animale, mișcarea animalelor, scurgerea la 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 de bază. Sunt puțini dintre ei. Ele determină aspectul și structura biogeocenozei. Se numesc pachete 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 se maturizează și îmbătrânesc, parcelele pot schimba foarte mult compoziția și structura, ritmurile dezvoltării sezoniere și pot participa la ciclul substanțelor în moduri diferite.

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

Natura mozaic a biogeocenozelor forestiere și apariția unor noi parcele sunt adesea asociate cu formarea de ferestre în păduri, adică încălcarea stratului de copaci din cauza căderii copacilor bătrâni, focare de dăunători în masă - insecte, atac de ciuperci, și activitatea ungulatelor mari. Crearea unui astfel de mozaic este absolut necesară pentru existența durabilă a pădurii și reînnoirea speciilor dominante de arbori, a căror tupusă adesea nu se poate dezvolta sub coroanele părinte, deoarece necesită condiții diferite de iluminare și nutriție minerală. Reluați ferestrele pentru diferite rase ar trebui să aibă suficientă întindere spațială (Fig. 145). În pădurile cu frunze late din Europa de Est, nici o singură specie nu poate continua la fructificare în ferestre proporționale cu proiecțiile coroanei unuia sau doi copaci maturi. Chiar și cei mai toleranți la umbră dintre ei - fagi, arțari - necesită parcele iluminate de 400–600 m 2 și ontogenie completă a speciilor iubitoare de lumină - stejar, frasin, aspen pot fi finalizate numai în ferestre mari de cel puțin 1500–2000. m 2.

Pe baza unui studiu detaliat al structurii și funcționării biogeocenozelor în ecologie, a conceptul de organizare mozaic-ciclică a ecosistemelor. Din acest punct de vedere, existența durabilă a multor specii într-un ecosistem se realizează prin perturbările habitatului natural 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 sitului ocupat de biogeocenoză îi conferă originalitate, deosebindu-l de altele, inițiale după tip.

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