Пространственная структура биоценоза

Содержание
Стр.
1.Введение………………………………………………………………………….
2.Роль различных компонентов биоценоза в формировании пространственной структуры биоценоза ……………………………………………………….
3
3.Структурная часть биогеоценоза – синузия …………………………………..
4.Пространственная структура биоценоза широколиственного леса ………….
5.Пространственная структура водного биоценоза ……………………………..
6.Заключение……………………………………………………………………….
7.Литература………………………………………………………………………..

Пространственная структура биоценоза

Экологические системы, как наземные, так и водные, не являются совершенно однородными структурами в про­странстве. Внутренняя неоднородность биогеоценоза связана с особен­ностями мезо- и микрорельефа, влияющего на структуру поч­вы, динамику влажности, температуры, освещенности. Сложные и тесные взаимодействия между климатом, живыми организмами и физическим субстратом приводят к образованию характер­ных региональных сообществ.
Наиболее глубокая зависимость форм и рас­пространения организмов от неоднородностей внешней среды наблюдается в Мире растений — первичных продуцентов органического вещест­ва. Распространение различных видов расте­ний определяется климатическими и почвенными факторами. В любом климате и на любой почве обитают какие-нибудь виды растений. Как показывает сопоставление,распределение различных типов растительности на Земном шаре удивительно точно коррелирует с климатическими и почвенными условиями. Вместе с тем все растения, способные выживать в данных условиях, сами оказывают влияние на местный климат и осо­бенно на микроклимат. Разные растения взаимодействуют между собой и образуют сообще­ства. От климата и типов растительности в свою очередь зависит распространение животных.
Наземные экосистемы являют­ся многоярусными, т. е. для них характерно вертикальное расслоение на разновысокие структурные части. Так, в лесу соответственно размещению корней, стволов, крон деревьев можно выделить ряд ярусов: деревья первой величины, вто­рой величины, подрост (молодняк), подлесок из кустарни­ков, живой напочвенный покров (травянистые растения, кустарнички, мхи). Аналогичным образом можно расчле­нить и луговые сообщества. Животные, обитающие в лесу, также занимают различные ярусы, в которых локализованы их экологические ниши.
Структурная часть биогеоценоза – синузия
В пределах каждого яруса выделяются более или менее обособленные группировки растений разных видов и свя­занных с ними животных. Такие группировки называют биогеоценотическими синузиями (от греч. синузия - совместное пребывание).
Синузия биогеоценотическая - это структурная часть биогеоценоза, которая характеризуется специфическим со­ставом и свойствами составляющих ее компонентов, тес­ными внутренними связями, общностью взаимо­действия и обмена веществом и энергией при сохранении целостности биогеоценоза. Существует несколько типов биотических (т.е., связанных с живыми организмами) связей, влияющих на пространственную структуру биоценоза:
Фабрические - одна популяции использует другую как убежище и материал для строительства. Например, белки и некоторые птицы заселяют дупла старых деревьев, бобры используют деревья для постройки плотин и «хаток», муравьи используют хвою для сооружения муравейников. Естественно, что пространственное положение популяции растений повлечет за собой соответственную локализацию и популяции животных.
Форические – одна популяции использует другую как средство передвижения и расселения. Птицы и млекопитающие поедают семена растений и выбрасывают их с пометом далеко от места произрастания данного растения. Это способствует расселению и распространению растений. Существуют виды растений, семена которых могут прорасти, лишь пройдя через кишечник животных – это, так называемые, форические семена.
Трофические – одна популяции использует другую как источник питания, при этом происходит перенос энергии и вещества из одной популяции в другую. Этот вид биотических связей является наиболее мощным, составляющим основу любой экосистемы, именно он определяет во многом пространственную структуру биоценоза.
Примерами могут служить группировки растений травя­нистого яруса, кустарников, а в водной среде - синузия планктона или придонных обитателей. Рассмотрим пространственную структуру на примере двух различных биоценозов: богатого биоценоза широколиственного леса и биоценоза с обращенной экологической пирамидой – пресного водоема.
Пространственная структура биоценоза широколиственного леса
Среди био­геоценозов одним из наиболее сложных является широколиствен­ный лес, например, дубрава. Дубрава — совершенная и устойчи­вая экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных.
Характерная черта лиственного леса заключается в видовом разнообразии. В наземных биогеоценозах основную биологическую продукцию создают высшие растения. В лесу это преимущественно многолетние древесные породы. Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: про­странство, свет, воду с растворенными в ней минеральными ве­ществами. В результате длительного естественного отбора у рас­тений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности.
Верхний ярус формируют наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, рябина, яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками: лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т. п. Наконец, на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения.
Ярусность выражена также в расположении корневых систем. Деревья верхних ярусов обладают наиболее глубокой корневой системой и могут использовать воду и минеральные вещества из глубинных слоев почвы.
Растительной ярусности соответствует и пространственное распределение животных, т.к. первичная продукция на Земле создается в клетках зеленых растений под воздействием солнечной энергии (фотосинтез) и именно растения являются продуцентами, а животные связаны с ними многочисленными связями. Так, кронах деревьев гнездятся и кормятся птицы (зяблики, щеглы, корольки), белки. В кустарниках – дрозды, славки, снегири. На земле – многочисленные млекопитающие (ежи, грызуны, лисы, волки), рептилии, земноводные. В подземном ярусе живут кроты, землеройки и др.
Пространственная структура водного биоценоза
Водные экосистемы делятся на две большие группы: не­проточные водоемы, или лентическая среда (от лат. лентус - спокойный), к которым относятся озера, пруды, болота, и проточные водоемы, или логические (от лат. лотус - омывающий), к которым относятся реки, ручьи.
Специфика водной среды обитания определяется многи­ми факторами, прежде всего - термодинамическими харак­теристиками воды. Так, ее удельная теплоемкость в 3000 раз выше, чем воздуха, скрытая теплота плавления больше, чем любых других веществ (для превращения в воду 1 г льда необходимо затратить 335 Дж). Воды разных водоемов характеризуются определенной прозрачностью, светопропускной способностью (солнечный свет проникает в толщу воды сравнительно неглубоко), скоростью перемещения (течения), соленостью, содержани­ем растворенных газов.
Давление воды увеличивается с глубиной, разные участ­ки водоемов и водотоков по-разному удалены от берегов. Все эти обстоятельства (наряду с многими другими) влияют на распределение и распространение населяющих воду живых организмов, одни из которых обитают на глубине, другие -у поверхности, третьи - в толще воды. Рассмот­рим, за счет чего существует и как поддерживается система обитателей водоема. Цепи питания состоят из нескольких после­довательных звеньев. Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются простейшие, ко­торых поедают мелкие рачки. Рачки, в свою очередь, служат пищей рыбам, а последних могут поедать хищные рыбы. Почти все виды питаются не одним типом пищи, а используют разные пищевые объекты. Пищевые цепи сложно переплетены. Отсюда следует важный общий вывод: если какой-нибудь член биогео­ценоза выпадает, то система не нарушается, так как используют­ся другие источники пищи. Чем больше видовое разнообразие, тем система устойчивее. Первичным источником энергии в водном биогеоценозе, как и в большинстве экологических систем, служит солнечный свет, благодаря которому растения синтезируют органическое вещест­во. Очевидно, биомасса всех существующих в водоеме животных полностью зависит от биологической продуктивности растений.
Часто причиной низкой продуктивности естественных водо­емов бывает недостаток минеральных веществ (в особенности азота и фосфора), необходимых для роста автотрофных расте­ний, или неблагоприятная кислотность воды. Внесение минераль­ных удобрений, а в случае кислой среды известкование водоемов способствуют размножению растительного планктона, которым питаются животные, служащие кормом для рыб. Таким путем по­вышают продуктивность рыбохозяйственных прудов.
В пределах ареала того или иного вида его популяции закономерно изменяют и стации своего обитания. Так, при продвижении к северу один и тот же вид избирает сухие, хорошо прогреваемые открытые пространства, а по мере продвижения к югу - более влажные почвы, тенистые и про­хладные места, в том числе под пологом леса. Аналогичная картина на­блюдается в горных условиях, когда по мере изменения высоты над уров­нем моря организмы располагаются на различных склонах, в зависимости от их ориентации по отношению к Солнцу. Этот процесс, представляющий собой закономерное изменение видами своих местообитаний в широком диапазоне ареала и времени, называется правилом смены стаций или
В лентическом водоеме можно выделить три главные зо­ны: литоральную - мелководные участки, где свет проникает до дна и где обычно располагаются высшие растения и некоторые водоросли; лимническую - т.е. толщу воды, до глубины которой проникает активный свет; третью зону - профундаль, куда свет обычно не проникает.
Ниже лимнической зоны накопление биомассы невозможно, поскольку здесь процессы фотосинтеза и дыха­ния выравниваются, компенсируются. Нижняя граница лим­нической зоны носит название компенсационного го­ризонта. До этого горизонта в толщу воды проникает око­ло 1 % света. В зависимости от глубины и строения водоема профундальная и литоральная зоны могут отсутствовать.
Как и в любых других, в водных экосистемах присутству­ют автотрофные организмы (продуценты), фаготрофы (макроконсументы) и сапротрофы (микроконсументы), выполняющие преимущественно роль разрушителей органического вещества. В реках и ручьях различают в основном две зоны: мел­ководные перекаты и глубоководные плесы. Каждой из этих зон свойственны свои обитатели и свои сообщества ор­ганизмов (биопенозы).
Заключение
Таким образом, определяющее значение в пространственной структуре биоценоза имеет зональное распределение растений, или, другими словами, надземная и, в меньшей степени, подземная ярусность фитоценоза. От климата и типов растительности в свою очередь зависит распространение животных. Эта пространственная неоднородность определяется в свою очередь такими абиотическими факторами как рельеф местности, структура поч­вы, влажность, температура, освещенность и проч. Известно, что любая экологическая система существует и поддерживается за счет энергии Солнца. Растения являются продуцентами, усваивают и преобразуют космическую энергию Солнца в доступную для гетеротрофных живых организмов энергию химических связей глюкозы, а затем передают эту энергию по звеньям трофических цепей. Поскольку, исходным звеном в цепях питания являются продуценты, то именно они определяют в наибольшей степени пространственное распределение последующих звеньев в цепи переноса энергии: консументов первого и второго порядка и редуцентов. Отсюда можно сделать вывод, что биомасса и пространственная локализация всех существующих в биоценозе животных полностью зависит от биологической продуктивности и пространственного распределения растений. Очевидно, что богатому многоярусному фитоценозу будет соответствовать столь же обширный зооценоз, как мы увидели это на примере дубравы. Однако, все компоненты биоценоза могут в свою очередь влиять на экотоп, изменяя его и формируя новые биоценозы