какую структуру имеют биоценозы
Понятие биоценоза: основные характеристики и структура
Что такое биоценоз и как он связан с живыми организмами?
Понятие о биоценозе
В природе отдельные организмы и популяции различных видов не существуют обособленно друг от друга. Их связывает огромная система разнообразных взаимоотношений. Именно они стали причиной появления сообществ.
Сообщество — определенная группировка популяций организмов разных видов, которые между собой тесно связаны.
Межвидовые связи — видов, которые населяют определенную территорию с примерно однородными природными условиями — становятся причиной возникновения биоценозов.
Биоценоз — это совокупность популяций организмов, связанных друг с другом различными взаимоотношениями и занимающих часть биосферы, которая отличается однообразными условиями обитания.
Термин и определение биоценоза был введен в науку в 1877 году. Сделал это немецкий гидробиолог К. Мебиус. Основа биоценоза — это фотосинтезирующие организмы: то есть, зеленые растения. Они отвечают за фитоценоз и определение границ биоценозов. По этой причине уместно говорить о биоценозе степи или соснового леса. Если речь идет о водных биоценозах, то они находятся в однородных частях водоема.
Говоря о понятии биоценоза, следует обозначить, что такое биотоп.
Биотоп — часть территории среды, которая занята биоценозом.
Основные характеристики биоценоза
У каждого биоценоза есть свои отличительные характеристики: количественные и качественные показатели, дающие представление о биоценозе.
Выделяют следующие характеристики:
Видовое разнообразие
Видовое разнообразие — совокупность популяций разных видов, которые включены в состав биоценоза.
Есть биоценозы, в которых видовое разнообразие незначительное. К ним относятся территории, на которых природные условия считаются сложными для жизни: тундры, высокогорные области, жаркие и арктические пустыни.
Также выделяют биоценозы, которые отличаются богатством видового разнообразия. Это, в первую очередь, влажные леса и коралловые рифы тропических морей.
Видовое разнообразие определяется, в том числе, тем, сколько времени существует сам биоценоз. Этот показатель увеличивается в период становления и развития биоценоза.
Биомасса и продуктивность биоценоза
Биомасса — общая масса всех особей разных видов в пересчете на единицу площади или объема.
Биоценозы образуют различное количество биомассы, и это, вполне логично, зависит от многих факторов.
Продуктивность биоценоза — количество биомассы, которую производит биоценоз за конкретную единицу времени.
Структура биоценоза
Есть несколько вариантов структуры биоценоза:
Автотрофы синтезируют органические вещества из неорганических. Гетеротрофы пользуются органическими веществами, которые синтезировали другие виды. Среди гетеротрофов есть фитофаги (травоядные), хищники, паразиты и сапротрофы — те организмы, которые употребляют в пищу останки других организмов или продукты жизнедеятельности других организмов.
Также в группе гетеротрофов важно упомянуть группу полифагов — организмов, питающихся органическими веществами различного происхождения.
Так питается бурый медведь, свинья, рыжий таракан, крыса.
Миксотрофы — организмы, которые могут и синтезировать органические вещества из неорганических, как автотрофы, и употреблять уже готовые органические соединения как гетеротрофы.
К таким организмам относят эвглену зеленую и хламидомонаду.
Структура биоценоза виды и их характеристики
Структура биоценоза изучается в рамках экологии науки, рассматривающей взаимоотношения между организмами и абиотическими факторами окружающей среды.
Сам термин ввел Э. Геккель. Что входит в состав структуры, какие существуют виды, каково их отличие и взаимосвязь друг с другом?
Биоценоз определение и общая характеристика
Совместное существование нескольких групп организмов, обитающих на определенной территории и образующих различные связи друг с другом, носит название биоценоза. Каждый биоценоз ограничен своим биотопом.
Все живые организмы находятся в тесных взаимоотношениях с окружающей средой. Причем на одной территории могут обитать представители разных биологических видов. В результате такие сообщества на протяжении длительного времени образуют устойчивые системы, различной протяженности.
Внутри биологического сообщества протекают процессы самовоспроизведения и саморегуляции. Таким образам, биоценозы – продуценты живого вещества.
Виды биоценоза
По происхождению выделяют естественные и искусственные биологические сообщества.
Первые образованы под влиянием природы, обладают насыщенным видовым составом (чем больше организмов, тем выше устойчивость системы) или скудным. Последнее зависит от климатических факторов биотопа и приспособляемости организмов.
Наиболее разнообразны тропические биоценозы. Связи такого сообщества отличаются многочисленностью. Тогда как сообщества пустыни отличаются меньшим видовым разнообразием.
Искусственные возникают в результате жизнедеятельности человека. Эти системы неустойчивы, направлены на формирование одного или нескольких видов.
Организмы, в которых человек не заинтересован, вытесняются из этого сообщества. Их уничтожение происходит с помощью промышленных ядов (пример: инсектициды в земледелии). Без должного ухода система может разрушиться.
Видовая структура биоценоза
Численность и состав видов определяют разнообразие биоценотической системы. Для конкретного сообщества характерна определенная совокупность живых организмов, приспособленных к данным условиям среды.
В экологии при оценке сообществ обращают внимание на доминирование одного вида. Так, в биоценозе березового леса доминирующими являются березы среди растений, синицы среди птиц.
Кроме того всегда присутствуют обитатели, оказывающие влияние на существование других организмов. Для их обозначения применяют термин эдификатор. Виды, непосредственно связанные с эдификаторами, называют консортами. Вместе они формируют основную часть биоценоза.
Пространственная структура
Вертикальная и горизонтальная структура или неоднородность – результат морфологических особенностей организации сообщества. Организмы обитают в самых разнообразных условиях. Для обеспечения комфортного существования все живое занимает соответствующие уровни – ярусы, расположенные на разной высоте.
Ярусное строение может быть простым, когда существует несколько ярусов и преобладает небольшое число видов. Типичное свойство структуры – резкое колебание численности видов. Ограничивающим фактором здесь выступает наименьшее число видов, которые не могут заменить друг друга.
В сложных биоценозах высокое видовое разнообразие и нет внезапных колебаний численности. Так, в лесах насчитывают до шести ярусов, расположенных в следующей последовательности (снизу вверх): мхи, низкие кустарники, высокие кустарники, подлесок из кустов, деревья второго ряда, деревья первого ряда.
Для горизонтальной структуры характерна разная плотность видов, соответствующая особенностям рельефа. Неоднородность связана с освещенностью территории, доступностью ветрам и другими условиями среды.
Например: пойменные луга, чередующиеся с участками с густой растительностью с низкими травами.
Экологическая структура
Характеризует организмы как функциональные составляющие разных экологических ниш. Нижележащие объекты в пищевой цепи – источник питания вышележащих.
Условия среды налагают свой отпечаток на ее обитателей. Например, в водоемах преобладают растения, в экологическом смысле они являются источником свободного кислорода – фитогенами.
Биоценоз и биогеоценоз основные различия
Виды, условия среды, влияющие на экосистему и ее формирующие с учетом непроизвольного влияния человека, и есть биогеоценоз. Это более широкое понятие, включающее биоценоз, биотоп, воздействие человека.
Биоценоз включает живые организмы. Антропогенно сформировать биогеоценоз невозможно – это историческое явление, в отличие от биоценоза, который может быть создан искусственно.
Отношения и связи организмов в биоценозах
Отношения видов представлены как:
Если в ходе отношений один из организмов поедает другой, говорят о хищничестве.
Отношения хищник-жертва широко распространены в природе.
При паразитизме один из видов использует другой, нанося ему вред. Такой вид существования можно отнести к хищничеству.
Когда один из организмов обеспечивает другой пищей или убежищем, говорят о комменсализме.
Наблюдается между раком-отшельником и актинией.
Отношения, взаимовыгодные обоим, называются симбиозом. Типичный симбиоз лишайник (сочетание водоросли и гриба в одном организме).
Обитание в одинаковых условиях заставляет виды со сходными потребностями вступать в конкуренцию, которая приносит неудобства обоим представителям (лисы и волки).
Трофические связи
Развиваются при употреблении в качестве пищи другого организма, его мертвых тканей, продуктов жизнедеятельности.
Эти связи служат ключевыми звеньями пищевой цепи. При этом один тот же организм может выступать в роли хищника для одного или пищи для другого.
Топические связи
Представлены изменениями, направленными на создание условий обитания для других организмов.
Например, растения – важный компонент в обитании птиц, насекомых, грызунов. В силу ярусной организованности они являются ограничивающим фактором распространения некоторых организмов, создавая микроклимат, регулируя уровень влажности.
В биоценозе есть представители, обитающие в покровах других животных (здесь оптимальные условия для их существования).
Фабрические связи
Возникают в процессе создания одним видом сооружений из продуктов жизнедеятельности другого вида.
Материалом для строительства являются:
Форические связи
Многообразие видов достигается приспособлением их к различным способам расселения.
Перенося пыльцу, насекомые распространяют их.
Выделение непереваренных семян с экскрементами животных – пассивный способ распространения. Птицы переносят членистоногих. Среди крупных животных такие связи не распространены.
Заключение
Анализ типичной структуры биоценоза позволяет определить ее, как совокупность организмов, вступающих в сложные отношения с биотопом. При этом происходит формирование межвидовых связей, ключевыми из которых служат трофические.
Биоценоз – характеристика, виды, организмы, примеры и значение
Биоценозом называют совокупность живых существ, которые населяют определенную территорию, отличающуюся от других по ряду показателей. Все организмы имеют одинаковые потребности в условиях окружающей среды. Жизнь биоценоза представляет собой иерархические отношения, в которых каждый из участников играет свою роль.
Видовое разнообразие биоценоза
Биологические единства формируются в процессе совместного существования организмов на протяжении долгого времени. Видовой состав каждого биоценоза уникален. Его разнообразие зависит от возраста: чем он моложе, тем меньше в нем видов организмов. Видовое разнообразие наблюдается в сложившихся и зрелых биоценозах.
Структура биоценоза
Видовая структура характеризует разнообразие и численность представителей разных групп в конкретном биологическом единстве. Различают богатые и бедные биоценозы. В любом из них есть доминанты, формирующие его внешний облик. Доминантные виды, без которых невозможно существование остальных организмов, называются эдификаторами. С их сокращением меняется сам биоценоз.
Пространственная структура
Пространственная структура характеризуется распределением растений. Ярусами называют вертикальную структуру сообщества, каждый из них обладает неповторимыми характеристиками. Древесный ярус представлен высокими деревьями. Их листва хорошо пропускает солнечные лучи, которые ловит второй ярус деревьев, подпологовый. В условиях затенения образуется ярус подлеска, представителями которого являются кустарники и низкорослые деревца. Ярус подроста представлен молодыми деревьями, которые в перспективе могут вырасти до первого яруса. Лесные травы и многолетние растения формируют травяно-кустарничковый ярус. Почву покрывает собой мохово-лишайниковй ярус. Пространственная структура растений влияет на видовой состав животных.
Экологическая структура
Экологическая структура выражена определенным соотношением экологических групп организмов, которые выполняют в биоценозе определенные функции. Количество всех живых существ зависит от неорганической среды.
Трофическая структура
Трофическая структура характеризуется пищевым взаимоотношением различных видов. Автотрофные организмы питаются органическими веществами, которые сами и создают. Гетеротрофы используют в качестве источника энергии готовые органические соединения животного и растительного происхождения.
Состав биоценоза
Биологическое единство формируется на основе взаимодействия фитоценоза, зооценоза и микробиоценоза. Фитоценоз представляет основу биоценоза, в нем протекают процессы создания и переработки органического вещества. От фитоценоза зависит облик, структура, климат и видовое разнообразие конкретного единства. В подобном единстве существуют положительные и отрицательные взаимодействия. Главным качеством фитоценоза является устойчивость во времени: он способен поддерживать собственное существования без постороннего вмешательства.
Совокупность различных видов живых существ, обитающих в одном биологическом сообществе, называют зооценозом. Ему тоже отведена важная экологическая роль. Зооценоз участвует в ускорении преобразования энергии, сохраняет структуру фитоценоза. У каждого вида животных есть определенная функция.
Под микробиоценозом подразумевают совокупность всех микроорганизмов, которые существуют в условиях одного сообщества. Сюда входят существа как растительного, так и животного происхождения.
Какие организмы входят в состав биоценоза
Фитоценоз чаще всего представлен как высшими, так и низшими растениями. Видовое богатство обуславливают климатические условия. Общее количество организмов зависит от внешних условий и возраста самого биоценоза. Все участники фитоценоза действуют друг на друга, поэтому совместная жизнь накладывает отпечаток на внешний облик единства.
Чем биоценоз отличается от агроценоза и экосистемы
Агроценоз — это система, которую создал человек для своих нужд. Видовой состав и отношения между организмами в биоценозе формируются на протяжении долгого времени. В агроценозе всегда господствует искусственный отбор. Люди создают искусственные единства для того, чтобы вырастить сельскохозяйственные культуры или животных. Биоценозы получают извне только солнечную энергию, продуктивность агроценоза всегда можно повысить за счет мелиорации, внесения удобрений.
Научная литература дает схожее объяснение терминам “биоценоз” и “экосистема”, поэтому их часто взаимозаменяют. Жизнедеятельность организмов в каждой экосистеме возможна при постоянной выработке энергии. Различают простые и сложные, искусственно созданные и природные экосистемы.
Примеры биоценоза
Возникший естественным путем луг отличается однородным рельефом. Доминирующими организмами в нем являются травы. Первый ярус представлен низкорослыми многолетниками, в том числе клевером, будрой, мышиным горошком. На втором ярусе растут злаковые культуры: мятлик, тимофеевка, тысячелистник, кострец безостый.
Большинство растений являются медоносами, поэтому на лугах летом много пчел, бабочек и шмелей. Зеленью питаются насекомые, в том числе гусеницы, кузнечики и жуки. Земноводные и пресмыкающиеся животные служат источником пищи для хищных птиц и крупных млекопитающих.
Роль биоценоза
Биологические сообщества благодаря постоянному превращению энергии обеспечивают круговорот веществ в природе. Крупные биоценозы являются источником кислорода, задерживают вредные газы и пыль. Биоценозы водоемов — это источники питьевой воды. Антропогенная деятельность приводит к разрушению естественных биологических единств. На их восстановления уходят века. Человек страдает от таких катастроф в первую очередь.
Структура биоценоза представляет собой четкую обоснованность и взаимосвязь между его частями. Подразделяется на несколько видов, каждый из которых будет подробно описан далее. Но сначала необходимо выяснить, что же представляет собой само рассматриваемое понятие.
Понятие биоценоза
Природа населена множеством живых существ. Животные или цветы не могут существовать отдельно. Каждый живой организм взаимодействует с отличным или себе подобным видом. Это взаимодействие обозначено наукой как биотический фактор среды.
Биоценотической средой называют совокупность всего живого, окружающего организм. Интересно, что многообразные представители всего живого на Земле создают сообщества и обитают лишь с теми видами, которым необходимы те же условия для благоприятного существования.
Определенную однородную территорию назвали биотопом. То есть участок какого-либо пространства (водоема, суши, моря) со стабильным воздействием климатических условий и внешней окружающей среды.
Биоценоз делится на несколько сообществ: зооценоз (животное сообщество), фитоценоз (растительное сообщество) и микробиоценоз (сообщество микроорганизмов).
Существуют различные виды данного понятия. Кратко о том, что они означают, показано в таблице:
Каждый элемент биоценоза имеет непосредственное влияние на жизнедеятельность другого. Совместное проживание и благоприятное воздействие организмов друг на друга на единой территории складывались много веков.
Видовая структура биоценоза
Данная структура подразумевает наличие разнообразных видов организмов, их количество и общую массу. Богатство и бедность биоценоза определяется численностью и разнообразием обитающих в нем видов.
К примеру, на местах с девиацией (уклонением от нормы) условий внешней среды заметно сильное обеднение. Единичные особи способны выжить при неблагоприятном окружающем воздействии. Невелико видовое разнообразие и в местах с постоянным или негативным вмешательством (разрушение территории посредством затопления и уничтожения руками человека).
Биоценозы делят на естественные и искусственные. Естественный исторически складывается с течением многих лет. Поэтому более молодой биоценоз отличается более скудными видовыми характеристиками.
Человек также не может собрать большое многообразие видов на одной территории. Поэтому искусственные биоценозы также не отличаются широким разнообразием обитателей.
Плотность обитания зависит и от природных климатических условий. Чем благоприятней среда, тем выше концентрация организмов на одной территории.
Пространственная структура биоценоза
Предполагает расположение каждого вида на определенном участке биотопа как в вертикальном, так и в горизонтальном соотношении.
Под ярусностью понимается удаленность расположения видов от почвы. На принципе ярусности строится использование солнечного света разными видами растений. Ярусность бывает наземная и подземная.
Как правило, наземные ярусы делят на 5 частей в зависимости от высоты дерева:
к 1-му ярусу относят высокие деревья (дуб);
менее высокие деревья относятся ко 2-му ярусу;
к 3-му ярусу принадлежат: лещина, крушина и другие кустарники;
4-й ярус составляют высокие травы;
5-й –наименьшие по высоте растения (земляника).
Ярусы в подземной части соотносятся с длиной корней трав и деревьев. Ярусов здесь намного меньше.
Различают 3 типа подземных ярусов: подстилка (происходит образование перегноя), корневое пространство и минеральный слой.
К обозначенным ярусам относятся и животные организмы:
в 1-м ярусе обитают постоянные жители кроны деревьев;
2-й ярус составляют птицы и насекомые, пожирающие стволы деревьев;
3-й и 4-й ярусы разделяют хищники, грызуны и копытные существа;
5-й ярус заполняют мелкие организмы (клещи, многоножки).
Среди всего многообразия обитателей есть и те, кого сложно отнести к какому-либо определенному положению. Они могут обитать в любых ярусах и межъярусных пространствах (лианы).
Если ярусность определяет вертикальное расположение видов, то мозаичность характеризует их горизонтальное распределение. То есть конкретный вид растения произрастает на определенном участке почвы, которая наиболее ему соответствует.
Мозаичность может быть создана вручную вследствие вырубки лесов. На освободившемся месте появляются новые виды и создаются новые сообщества.
Трофическая структура биоценоза
Биоценоз устойчив благодаря наличию разных экологических групп и биологических цепей, составляющих взаимосвязь органической и неорганической природы.
Устойчивость обеспечивают три важных компонента трофической структуры: продуценты, консументы, редуценты.
Организмы, создающие органическое вещество с помощью неорганического, являются продуцентами. Консументы бывают первого и второго порядка.
В первом случае консументы потребляют продуцентов (коровы). Во втором случае они сами становятся жертвами консументов второго порядка.
Редуцентами являются организмы, разлагающие и разрушающие органические вещества до неорганического состояния (грибы, бактерии).
Роль ограничивающего фактора в любом биоценозе играет пища, поэтому в целях поддержания многообразности видов в сообществах, консументы включают в себя организмы, источниками энергии у которых являются листва, древесина или корни растений.
Примеры биоценоза
Совокупности живых организмов бывают разных масштабов. Для более подробного объяснения будут рассмотрены несколько примеров. За основу обычно берутся леса, так как там больше всего популяций.
Биоценоз леса (дубравы)
Дубрава существует на протяжении сотен лет, устойчива и заселена разнообразными видами организмов. Лес охватывает определенную масштабную территорию со стабильными абиотическими факторами.
Между видами существует устойчивая тесная связь, относительно сложившийся цикл саморегуляции. В состав дубравы входят все три необходимые экологические группы.
Налажено использование органических веществ и энергии, стабилизировалась саморегуляция. Механизм саморегуляции, являющийся главным компонентом в таком биоценозе, означает совместное обитание различных видов организмов с разными способами питания.
Численность каждого вида поддерживается, не происходит полного уничтожения. Организмы приспособлены ко всем факторам внешней среды.
Биоценоз водоема
Водоросли и прибрежные травы водоема передают солнечный заряд другим организмам.
Рыбы, моллюски, насекомые играют роль консументов. А различные бактерии, жуки выступают в качестве редуцентов и поглощают омертвевшие организмы.
Биоценоз пустыни
Для растительности пустынь характерны ксерофильные деревья и кустарники с мелкой, иногда чешуевидной листвой, и сильно развитой корневой системой (саксаулы, акации).
Особенно распространены суккулентные растения, свойства которых заключаются в накапливании запасов воды (кактус).
Бодрствование по ночам — такой образ жизни лучше всего подходит для беспозвоночных организмов, так они защищаются от перегрева. Альтернативный вариант – обитание в почвенном ярусе, где находятся большие запасы питания в виде подземных растений.
Мелкие виды живут и питаются в норках грызунов. В пустыне очень много насекомых – жуки, навозники, скарабеи, муравьи, клопы.
Условия для жизни пресмыкающихся более широки. Высокая температура здесь играет небольшую роль. Ведь не отменено преобладание пустынных ящериц и змей, которые в большинстве своем не переносят продолжительное время температуру выше 40 градусов.
Искусственный биоценоз
Это совокупность живых организмов, сформированная и поддерживаемая непосредственно человеком. Среди них известны агроценозы – сообщества, которые создаются человеком в целях получения каких-либо продуктов.
К ним относят: водохранилища, пастбища, искусственные лесопосадки и др.
Подобные сообщества экологически неустойчивы, им нужно постоянное наблюдение, отличаются низким видовым разнообразием, отсутствием саморегуляции организмов. Необходимо постоянное вмешательство человека (борьба с вредителями, сорняками, удобрения).
Чем отличается биоценоз от биогеоценоза
Многие путают значение биоценоза с биогеоценозом. Эти два понятия во многом схожи. Однако понятие «биогеоценоза» было разработано Сукачевым в 1942-м году.
Главным отличием между терминами является то, что биоценоз – это участок среды, охватывающий все живое и взаимосвязь только между живыми организмами. В то время как биогеоценоз включает в себя и факторы неживой природы.
Т. е. есть в биогеоценозе присутствует взаимосвязь не только между живыми организмами, но и живого с неживым (органические компоненты неразрывно связаны с неорганическими).
Однако стоит учесть, что самым важным сходством между биоценозом и биогеоценозом является устойчивая взаимосвязь между организмами и природой в целом. Следует это помнить и ценить природу, охранять ее и поддерживать экологию.