Biocenos - exempel. Naturliga och artificiella biocenoser. Biocenos som biologiskt system, typer av biocenoser Jämförande egenskaper hos naturliga och artificiella biocenoser

Vad är biocenos?

Detta ord bildas genom att slå samman två latinska ord: "bios" - liv och "cenosis" - allmänt. Denna term betecknar en samling mikroorganismer, svampar, växter och djur som lever i samma territorium, sammankopplade och interagerar med varandra. Varje biologiskt samhälle inkluderar följande komponenter i en biocenos: mikroorganismer (mikrobiocenos); vegetation (fytokenos); djur (zoocenos). Var och en av dessa komponenter spelar viktig roll och kan representeras av individer olika typer. Det bör dock noteras att fytokenos är den ledande komponenten som bestämmer mikrobiocenos och zoocenos.

Konstgjorda biocenoser skapas, underhålls och förvaltas av människor. Professor B.G. Johannsen introducerade i ekologin begreppet antropocenos, det vill säga ett naturligt system artificiellt skapat av människor, till exempel en offentlig trädgård, terrarium eller akvarium. Bland artificiella biocenoser urskiljs agrobiocenoser (agrocenoser) - samhällen som skapats av människan för att få fram alla produkter. Dessa inkluderar: reservoarer; kanaler; dammar; dränerade träsk; betesmarker; fält för odling av olika grödor; skogsskyddsbälten; artificiellt återskapade skogsplantager. De karakteristiska egenskaperna hos agrocenoser är: Sådana konstgjorda system är ekologiskt ganska instabila, och utan mänskligt deltagande kommer agrocenoser av grönsaks- och spannmålsgrödor att pågå cirka ett år, agrobiocenoser av fleråriga gräs kommer att pågå cirka tre år. De mest stabila biocenoserna är konstgjorda fruktgrödor, eftersom de utan mänsklig påverkan kan existera i flera decennier. agrofytokenos som grund för livsaktivitet; brist på självreglering av systemet; låg artdiversitet; dominans av husdjur eller odlade växter; få ytterligare stöd från människor (ogräs- och skadedjursbekämpning, befruktning, etc.); omöjligheten av långvarig existens utan mänsklig delaktighet. Det bör dock noteras att även de fattigaste agrocenoserna i arternas mångfald innehåller dussintals arter av organismer som tillhör olika ekologiska och systematiska grupper. Varje åker som sås av människor med foder eller jordbruksgrödor är en biocenos som bebos av olika levande organismer. Exempel är en åker med råg eller vete, där det förutom huvudgrödan också "lever" ogräs; och olika insekter (både skadedjur och deras antagonister); och en mängd olika mikroorganismer och ryggradslösa djur.

Urbana ekosystem är ekosystem av mänskliga bosättningar. Till sin struktur är dessa komplexa system som, förutom själva bostadshusen, innehåller strukturer som tjänar människor (industriföretag, transporter och vägar, parker, etc.). En betydande del av världens befolkning bor i städer (cirka 75%). Processen att öka antalet tätorter, vilket leder till tillväxt och utveckling av städer, kallas urbanisering. Stor stad förändrar nästan alla komponenter i den naturliga miljön - atmosfären, vegetationen, jordmånen, relief, hydrografiskt nätverk, grundvatten, jordar och till och med klimatet. Klimatförhållandena i städerna skiljer sig avsevärt från omgivande områden. Skillnader i temperatur, relativ fuktighet och solstrålning mellan staden och dess omgivningar är ibland jämförbara med rörelse under naturliga förhållanden på 20° latitud. Stadens meteorologiska regim påverkas av följande faktorer: förändring i albedo (reflektivitet) jordens yta, leder till uppvärmning av byggnader och strukturer i staden och bildandet av en "värmeö".

Genomsnittlig lufttemperatur i storstad vanligtvis högre än temperaturen i de omgivande områdena med 1-2, på natten - 6-8 ° C; inom staden minskar vindhastigheten märkbart, vilket leder till bildandet av fickor med höga koncentrationer av föroreningar i luften; förorening av atmosfären med olika föroreningar bidrar till bildandet av antropogen aerosol, vilket leder till en kraftig minskning av mängden solstrålning (insolation) som når jordens yta med 15%, ultraviolett strålning - med i genomsnitt 30%, och bidrar till en ökning av frekvensen av dimma - i genomsnitt med 2-5 gånger, en ökning av molnighet och sannolikheten för nederbörd.

Ökat nederbörd över staden är till nackdel för andra områden, vilket ökar landsbygdens torrhet; en minskning av den genomsnittliga mängden avdunstning från jordens yta leder till en betydande minskning av luftfuktigheten på vintern med 2%, på sommaren med 20-30%. Problemet med moderna storstäder förvärras av en kraftig brist på natur- och rumsresurser. Det är därför stort värde bör uppmärksammas vid stadsplaneringsfrågor. Planering av befolkade områden (stadsplanering) förstås som en gren av arkitektur som överväger frågorna om övergripande organisering av livsrum på nivån för regioner, grupper av befolkade områden och enskilda städer och städer. I senaste åren En riktning av miljöplaneringen har vuxit fram där miljökraven dominerar – ekologisk arkitektur. Ekologisk arkitektur strävar efter att så mycket som möjligt ta hänsyn till en viss persons miljömässiga och socioekologiska behov från födsel till hög ålder. Moderna former rumslig organisation och koncentration av produktionen gör det möjligt att isolera de mest aggressiva i förhållande till miljön naturlig miljö ekonomiska objekt och göra värdefulla naturkomplex mer tillgängliga för människor.

För detta ändamål utvecklas funktionella zoner. Området för bostadsområden (bostäder) är avsett att rymma bostadsområden, offentliga centra (administrativa, vetenskapliga, pedagogiska, medicinska, etc.), grönområden. Det förbjuder byggande av industri-, transport- och andra företag som förorenar omger en person onsdag. Bostadsområdet ligger på lovsidan för de rådande vindarna, samt uppströms älvarna i förhållande till industri- och jordbruksföretag med tekniska processer som är en källa till utsläpp av skadliga och obehagligt luktande ämnen i miljön. I områden med motsatta vindriktningar under sommar- och vinterperioderna på året ligger bostadsområden till vänster och höger om de angivna vindriktningarna i förhållande till industriföretag.

Industrizonen är avsedd att inrymma industriföretag och relaterade anläggningar. Industrizoner bildas med hänsyn till produktions-, teknologiska, transport-, sanitära, hygieniska och funktionella krav. De farligaste företagen, inklusive explosiva och brandfarliga, är belägna på avstånd från bostadsområdet, och på läsidan, d.v.s. på så sätt att de rådande vindarna blåser från bostadsområdet till industriområdet. Industrizoner med företag som förorenar vattenytan ligger längs floden under bostads- och rekreationsområdena. För att förbättra processerna för att sprida utsläpp till atmosfären är företag placerade på högre höjder, vilket ökar den faktiska höjden på utsläppen. Tvärtom bör företag med förorenade industriområden ligga på lägre höjder än bostadsområden och rekreationsområden för att undvika att föroreningar från dagvatten spolas ut till bostadsområden.

Den sanitära skyddszonen är utformad för att minska negativ påverkan industri- och transportanläggningar per invånare. Denna zon av utrymme och vegetation är specifikt fördelad mellan industriföretag och bostadsområdet. Den sanitära skyddszonen ger utrymme för säker spridning av farligt industriavfall. Bredden på den sanitära skyddszonen bestäms utifrån vetenskapliga material enligt mönstret för distribution av luftföroreningar, närvaron av självreningsprocesser i atmosfären, såväl som normerna för maximalt tillåtna koncentrationer av föroreningar.

I enlighet med miljökrav ska minst 40 % av den sanitära skyddszonen vara anlagd. Gemensam- och lagerzonen är avsedd att rymma kommersiella lager, lager för lagring av grönsaker och frukter, transportserviceföretag (depåer, parkeringar), konsumentserviceföretag (tvättfabriker och kemtvättsfabriker) etc. Den kommunala och lagerzonen ligger utanför bostadsområdet, ofta i industriföretagens sanitära skyddszoner. Den externa transportzonen tjänar till att rymma transportkommunikationer för passagerar- och godsjärnvägsstationer, hamnar, marinor etc.

Bostadsutveckling av städer och annat bosättningar rekommenderas att separera från järnvägslinjer en sanitär skyddszon 100 m bred, från kanten av körbanan på motorvägar och godsvägar till den röda linjen för bostadshus minst 50 m, eller ytterligare bullerskärmar eller skogsbälten måste byggas. Rekreationsområdet omfattar stads- och distriktsparker, skogsparker, sportanläggningar, stränder, semesterbyar, semesterorter och turistattraktioner.

En speciell plats bland de möjliga effekterna i moderna bostadsområden upptas av effekter associerade med förändringar i fysiska parametrar. Fysisk förorening är förorening som orsakas av förändringar i miljöns fysiska parametrar: temperatur och energi (termisk), våg (ljus, buller och elektromagnetisk förorening), strålning (strålning och radioaktiv förorening). Termisk förorening bildas när människor använder ytterligare energi från fossila bränslen. Under påverkan av ytterligare värme uppstår förändringar i grundvattnets hydrokemiska sammansättning (jordförsaltning), störningar av mikrobiologiska och jordabsorberande komplex, nedbrytning och förändringar i vegetationens artsammansättning.

Störning av den geologiska miljön observeras inom stadsområden till ett djup av 10-30 m. En ökning av temperaturen ökar deras filtreringskapacitet, minskar viskositet, plasticitet och fuktkapacitet. Farliga geologiska processer och fenomen uppstår, främst under permafrostförhållanden: termisk sättning, termokarst, solifluction, permafrostnedbrytning, bildande av isdammar och frostlyftning.

Med ökande temperatur i kroppen hos människor och djur sker en acceleration av absorptionen av skadliga ämnen och deras inträde i blodet, vilket leder till den snabba utvecklingen av en giftig process, ökad känslighet för de toxiska effekterna av gifter, störningar av metabolism och nervsystemets funktionella tillstånd. Ljusföroreningar är natthimlens ljusning av artificiella ljuskällor vars ljus sprids i den lägre atmosfären. Detta fenomen kallas ibland även för lätt smog.

Ljusföroreningar påverkar tillväxten och utvecklingscykeln för många växter. Vanliga källor till vitt ljus med en stor andel av spektralt blått ljus stör orienteringen av många arter av nattaktiva insekter och leder också flyttfåglar vilse när de försöker flyga runt civilisationens centra. Effekterna av ljusföroreningar på kronobiologi har inte studerats fullt ut. människokroppen. Det kan finnas avvikelser i hormonbalansen, vilket är nära relaterat till den upplevda dag-natt-cykeln.

Bullerföroreningar. Naturljud påverkar inte människans miljömässiga välbefinnande: prasslet från löv och det uppmätta bruset från havets surf motsvarar cirka 20 dB. Ljudobehag skapas av antropogena bullerkällor med höga (mer än 60 dB) ljudnivåer, vilket orsakar många klagomål. Ljudnivåer under 80 dB orsakar ingen fara för hörseln, vid 85 dB börjar en viss hörselnedsättning och vid 90 dB uppstår allvarlig hörselnedsättning; vid 95 dB är sannolikheten för hörselnedsättning 50 %, och vid 105 dB observeras hörselnedsättning hos nästan alla personer som utsätts för buller. En ljudnivå på 110-120 dB anses vara en smärtgräns, och över 130 dB är en destruktiv gräns för hörselorganet. Tillåtet trafikbuller nära husväggar bör inte överstiga 50 dB på dagen och 40 dB på natten. allmän nivå buller i bostadslokaler - 40 dB på dagen och 30 dB på natten.

För att minska buller längs vägen för dess utbredning används olika åtgärder: organisera de nödvändiga territoriella pauserna, rationell planering och utveckling av territoriet, använda terrängen som naturliga skärmar, bullerbeständig landskapsarkitektur.

Elektromagnetisk förorening. Elektro magnetiska fält(EMF) är en av de permanenta delarna av miljön för människor och alla levande varelser, under de förhållanden som den månghundraåriga evolutionen av organismer ägde rum.

Alltså under perioder magnetiska stormar antalet hjärt- och kärlsjukdomar ökar. Konstanta magnetfält i vardagen skapas av olika industriella installationer, vissa enheter osv.

De mest kraftfulla källorna till elektromagnetisk strålning är tv- och radiostationer, radarstationer, super- och ultrahögspänningsledningar för elektrisk ström över långa avstånd.

Transport av elektricitet som utförs av huvudkraftledningar (PTL) med spänningar över 500 kV skapar ett problem med biologiska effekter, därför rekommenderas att skapa ledningsrätter längs dessa strukturer med en bredd på 60-90 m , spänningen kontrolleras elektriskt fält i bostadslokaler, vid korsningar av kraftledningar med motorvägar m.m.

För att säkerställa sanitära och hygieniska standarder för kvaliteten på stadsmiljön är det nödvändigt att skapa en ekologisk ram - ett system av kombinerade och sammanlänkade naturområden av olika storlekar, vars oupplösliga sammankoppling gör det möjligt att upprätthålla ekologisk balans och livsmiljön, biologisk mångfald.

Grunden för denna ram är grönområden. Gröna växter spelar en stor roll för att berika miljön med syre och absorbera den resulterande koldioxiden.

Världshälsoorganisationen (WHO) anser att det per 1 stadsbor bör finnas 50 m2 grönområden i städerna och 300 m2 förortsområden. Grönområden förbättrar mikroklimatet i stadsområden, skyddar marken, byggnadsväggar och trottoarer från överhettning, ökar luftfuktigheten, fångar dammpartiklar, fäller ut fina aerosoler och absorberar gasformiga föroreningar.

Många växter utsöndrar fytoncider - flyktiga ämnen som kan döda patogena bakterier eller hämma deras utveckling. De skyddar de omgivande områdena väl från bullerpåverkan. De har en gynnsam effekt på en persons mentala och känslomässiga tillstånd.

För att öka effektiviteten av grönområdenas inflytande på mikroklimatet i angränsande territorier, rekommenderas det att skapa gröna ränder i städer 75-100 m breda var 400-500 m. Naturliga och konstgjorda vattenområden ökar det estetiska värdet av stadslandskap.

Den harmoniska kombinationen av vattenspegeln med kustgrönska gör dessa hörn av naturen attraktiva för alla stadsbor.

I naturen står alla levande organismer i ständig relation med varandra. Vad heter det? Biocenosis är en etablerad samling av mikroorganismer, svampar, växter och djur, som bildades historiskt i ett relativt homogent livsrum. Dessutom är alla dessa levande organismer anslutna inte bara till varandra utan också med sin miljö. Biocenos kan förekomma både på land och i vatten.

Termens ursprung

Konceptet användes först av den berömde tyske botanikern och zoologen Karl Mobius 1877. Han använde det för att beskriva samlingen och släktskapen mellan organismer som bor i ett visst territorium, som kallas en biotop. Biocenos är ett av huvudobjekten för forskning inom modern ekologi.

Kärnan i relationer

Biocenos är ett förhållande som har uppstått på grundval av det biogena kretsloppet. Det är han som tillhandahåller det under specifika förhållanden. Vad är strukturen i biocenosen? Denna dynamiska och självreglerande system består av följande inbördes relaterade komponenter:

• Producenter (aftotrofer), som är producenter av organiska ämnen från oorganiska. Vissa bakterier och växter, under fotosyntesprocessen, omvandlar solenergi och syntetiserar organiskt material, som konsumeras av levande organismer som kallas heterotrofer (konsumenter, nedbrytare). Producenterna fångar upp koldioxid från atmosfären, som släpps ut av andra organismer, och producerar syre.
• Konsumenter, som är de största konsumenterna av organiska ämnen. Växtätare äter vegetabilisk mat och blir i sin tur lunch för köttätande rovdjur. Tack vare rötningsprocessen utför konsumenterna den primära malningen av organiskt material. Detta är det inledande skedet av dess kollaps.
• Nedbrytare som helt bryter ner organiskt material. De gör sig av med avfall och lik från producenter och konsumenter. Nedbrytare är bakterier och svampar. Resultatet av deras vitala aktivitet är mineraler, som återigen konsumeras av producenterna.

Det är alltså möjligt att spåra alla samband i biocenosen.

Grundläggande koncept

Alla medlemmar i samhället av levande organismer kallas vanligtvis med vissa termer som härrör från grekiska ord:

• en uppsättning växter i ett specifikt område - fytokenos;
• alla arter av djur som lever inom samma område - zoocenos;
• alla mikroorganismer som lever i en biocenos är mikrobiocenos;
• svampgemenskap - mycocenosis.

Kvantitativa indikatorer

De viktigaste kvantitativa indikatorerna för biocenoser:

• biomassa, som är den totala massan av alla levande organismer under specifika naturliga förhållanden;
• biologisk mångfald, vilket är det totala antalet arter i en biocenos.

Biotop och biocenos

I den vetenskapliga litteraturen används ofta termer som "biotop" och "biocenos". Vad betyder de och hur skiljer de sig från varandra? Faktum är att hela uppsättningen av levande organismer ingår i en viss ekologiskt system, brukar kallas ett biotiskt samhälle. Biocenosis har samma definition. Detta är en samling av populationer av levande organismer som lever i ett visst geografiskt område. Den skiljer sig från andra i ett antal kemiska (jord, vatten) och fysikaliska (solstrålning, höjd, areastorlek) indikatorer. En del av den abiotiska miljön som upptas av en biocenos kallas en biotop. Så båda dessa begrepp används för att beskriva samhällen av levande organismer. En biotop och en biocenos är med andra ord praktiskt taget samma sak.

Strukturera

Det finns flera typer av biocenosstrukturer. De karaktäriserar den alla efter olika kriterier. Dessa inkluderar:

• Rumslig struktur biocenos, som är uppdelad i 2 typer: horisontell (mosaik) och vertikal (tiered). Det kännetecknar livsvillkoren för levande organismer under specifika naturliga förhållanden.
• Artstrukturen av biocenosen, ansvarig för en viss mångfald av biotopen. Den representerar helheten av alla befolkningar som är en del av den.
• Trofisk struktur av biocenos.

Mosaik och skiktad

Biocenosens rumsliga struktur bestäms av platsen för levande organismer av olika arter i förhållande till varandra i horisontella och vertikala riktningar. Tiering säkerställer maximal användning av miljön och en jämn fördelning av arter vertikalt. Tack vare detta uppnås deras maximala produktivitet. Så i vilken skog som helst särskiljs följande nivåer:

• terrestra (mossor, lavar);
• gräsbevuxen;
• buskig;
• träd, inklusive träd av den första och andra storleken.

Motsvarande arrangemang av djur är överlagrat på nivåerna. Tack vare biocenosens vertikala struktur utnyttjar växter ljusflödet fullt ut. Sålunda växer ljusälskande träd i de övre skikten och skuggtoleranta träd i de lägre. Olika horisonter urskiljs också i jorden beroende på graden av mättnad med rötter.

Under inverkan av vegetation skapar skogens biocenos sin egen mikromiljö. Det sker inte bara en ökning av temperaturen, utan också en förändring i luftens gassammansättning. Sådana omvandlingar av mikromiljön gynnar bildandet och skiktningen av fauna, inklusive insekter, djur och fåglar.

Biocenosens rumsliga struktur är också mosaik. Denna term hänvisar till den horisontella variationen av flora och fauna. Mosaikområdet beror på mångfalden av arter och deras kvantitativa förhållande. Det påverkas också av mark- och landskapsförhållanden. Ofta skapar människor en konstgjord mosaik genom att hugga ner skogar, dränera träsk, etc. På grund av detta bildas nya samhällen i dessa territorier.

Mosaik karaktär är inneboende i nästan alla fytocenoser. Inom deras gränser särskiljs följande strukturella enheter:

• Konsortier, som är en uppsättning arter förenade av aktuella och trofiska kopplingar och beroende av kärnan i denna grupp (central medlem). Oftast är dess grund en växt, och dess komponenter är mikroorganismer, insekter och djur.
• Sinusia, som är en grupp arter i en fytocenos, som tillhör liknande livsformer.
• Paket som representerar en strukturell del av den horisontella delen av en biocenos, skiljer sig från dess andra komponenter i dess sammansättning och egenskaper.

Samhällets rumsliga struktur

Ett tydligt exempel för att förstå vertikal skiktning hos levande varelser är insekter. Bland dem finns följande representanter:

• markinvånare - geobia;
• invånare i jordens ytskikt - herpetobia;
• Bryobia som lever i mossor;
• phyllobia belägen i gräset;
• aerobia som lever på träd och buskar.

Horisontell strukturering orsakas av ett antal olika orsaker:

• abiogen mosaik, som inkluderar faktorer av livlös natur, såsom organiska och oorganiska ämnen, klimat;
• fytogen, associerad med tillväxten av växtorganismer;
• eolisk-fytogen, som är en mosaik av abiotiska och fytogena faktorer;
• biogena, förknippade främst med djur som kan gräva marken.

Artstruktur av biocenos

Antalet arter i en biotop beror direkt på klimatets stabilitet, varaktigheten av existensen och biocenosens produktivitet. Så, till exempel, i en tropisk skog kommer en sådan struktur att vara mycket bredare än i en öken. Alla biotoper skiljer sig från varandra i antalet arter som lever i dem. De mest talrika biogeocenoserna kallas dominanta. I vissa av dem är det helt enkelt omöjligt att bestämma det exakta antalet levande varelser. Vanligtvis bestämmer forskare antalet olika arter som är koncentrerade i ett visst område. Denna indikator kännetecknar artrikedomen i biotopen.

Denna struktur gör det möjligt att bestämma den kvalitativa sammansättningen av biocenosen. När man jämför territorier med lika yta bestäms artrikedomen i biotopen. Inom vetenskapen finns den så kallade Gause-principen (competitive exlusion). I enlighet med det tror man att om två typer av liknande levande organismer existerar tillsammans i en homogen miljö, kommer en av dem att gradvis förskjuta den andra under konstanta förhållanden. Samtidigt har de ett konkurrensförhållande.

Artstrukturen för biocenosen inkluderar två begrepp: "rikedom" och "mångfald". De skiljer sig något från varandra. Således representerar artrikedom den totala mängden arter som lever i ett samhälle. Det uttrycks av en lista över alla representanter olika grupper levande organismer. Artmångfald är en indikator som kännetecknar inte bara sammansättningen av biocenosen, utan också de kvantitativa relationerna mellan dess representanter.

Forskare skiljer mellan fattiga och rika biotoper. Dessa typer av biocenos skiljer sig åt i antalet samhällsrepresentanter. Biotopens ålder spelar en viktig roll i detta. Således inkluderar unga samhällen som började bildas relativt nyligen en liten uppsättning arter. Varje år kan antalet levande varelser i den öka. De fattigaste är de biotoper som skapats av människan (grönsaksträdgårdar, fruktträdgårdar, åkrar).

Trofisk struktur

Interaktionen mellan olika organismer som har sin specifika plats i kretsloppet av biologiska ämnen kallas biocenosens trofiska struktur. Den består av följande komponenter:

Funktioner av biocenoser

Populationer och biocenoser är föremål för noggranna studier. Således har forskare funnit att de flesta vattenlevande och nästan alla landlevande biotoper innehåller mikroorganismer, växter och djur. De fastställde följande särdrag: ju större skillnaderna är mellan två närliggande biocenoser, desto mer heterogena är förhållandena vid deras gränser. Det har också konstaterats att antalet av en viss grupp av organismer i en biotop till stor del beror på deras storlek. Med andra ord, ju mindre individ, desto större antal av denna art. Det har också konstaterats att grupper av levande varelser av olika storlek lever i biotopen i olika skalor av tid och rum. Således sker livscykeln för vissa encelliga organismer inom en timme, och för ett stort djur inom decennier.

Antal arter

I varje biotop identifieras en grupp huvudarter, de mest talrika i varje storleksklass. Det är sambanden mellan dem som är avgörande för biocenosens normala funktion. De arter som dominerar i antal och produktivitet anses dominerande i ett givet samhälle. De dominerar den och är kärnan i denna biotop. Ett exempel är blågräs, som upptar maximal yta i en hage. Hon är huvudproducenten av denna grupp. I de rikaste biocenoserna är alla typer av levande organismer nästan alltid små till antalet. Således, även i tropikerna, finns flera identiska träd sällan på ett litet område. Eftersom sådana biotoper kännetecknas av sin höga stabilitet förekommer sällan utbrott av massreproduktion av vissa representanter för flora eller fauna i dem.

Alla arter i ett samhälle utgör dess biologiska mångfald. En biotop har vissa principer. Som regel inkluderar den flera huvudarter som kännetecknas av höga antal, och stort antal sällsynta arter som kännetecknas av ett litet antal av dess representanter. Denna biologiska mångfald är grunden för ett visst ekosystems jämviktstillstånd och dess hållbarhet. Det är tack vare honom som ett slutet kretslopp av näringsämnen (näringsämnen) uppstår i biotopen.

Konstgjorda biocenoser

Biotoper bildas inte bara naturligt. I sitt liv har människor länge lärt sig att skapa samhällen med egenskaper som är användbara för oss. Exempel på biocenos skapad av människan:

• konstgjorda kanaler, reservoarer, dammar;
• betesmarker och fält för jordbruksgrödor;
• dränerade träsk;
• förnybara trädgårdar, parker och lundar;
• fältskyddande skogsplantager.

Ekosystem är ett av ekologins nyckelbegrepp, som är ett system som innehåller flera komponenter: en gemenskap av djur, växter och mikroorganismer, en karakteristisk livsmiljö, ett helt system av relationer genom vilka utbytet av ämnen och energier sker.

Inom vetenskapen finns det flera klassificeringar av ekosystem. En av dem delar in alla kända ekosystem i två stora klasser: naturliga, skapade av naturen och artificiella, de som skapats av människan. Låt oss titta på var och en av dessa klasser mer i detalj.

Naturliga ekosystem

Som noterats ovan bildades naturliga ekosystem som ett resultat av verkan av naturkrafter. De kännetecknas av:

• Nära samband mellan organiska och oorganiska ämnen
• En fullständig, sluten cirkel av ämnens kretslopp: från uppkomsten av organiskt material och slutar med dess sönderfall och nedbrytning till oorganiska komponenter.
• Resiliens och självläkande förmåga.

Alla naturliga ekosystem definieras av följande egenskaper:

• 1. Artstruktur: antalet av varje art av djur eller växt regleras av naturliga förhållanden.
  2. Rumslig struktur: alla organismer är belägna i en strikt horisontell eller vertikal hierarki. Till exempel, i ett skogsekosystem är skikten tydligt åtskilda i ett akvatiskt ekosystem, fördelningen av organismer beror på vattnets djup.
  3. Biotiska och abiotiska ämnen. Organismerna som utgör ekosystemet är indelade i oorganiska (abiotiska: ljus, luft, jord, vind, luftfuktighet, tryck) och organiska (biotiska - djur, växter).
  4. Den biotiska komponenten delas i sin tur in i producenter, konsumenter och förstörare. Till producenter hör växter och bakterier som använder solljus och energi för att skapa organiskt material från oorganiska ämnen. Konsumenter är djur och köttätande växter som livnär sig på detta organiska material. Förstörare (svampar, bakterier, vissa mikroorganismer) är kronan i näringskedjan, eftersom de utför den omvända processen: organiskt material omvandlas till oorganiska ämnen.

De rumsliga gränserna för varje naturligt ekosystem är mycket godtyckliga. Inom vetenskapen är det vanligt att definiera dessa gränser av reliefens naturliga konturer: till exempel ett träsk, en sjö, berg, floder. Men sammantaget anses alla ekosystem som utgör bioskalet på vår planet vara öppna, eftersom de interagerar med miljön och med rymden. I själva allmän idé Bilden ser ut så här: levande organismer tar emot energi, kosmiska och terrestra ämnen från miljön, och resultatet är sedimentära bergarter och gaser, som i slutändan flyr ut i rymden.

Alla komponenter i det naturliga ekosystemet är nära sammanlänkade. Principerna för denna anslutning utvecklas under år, ibland århundraden. Men det är just därför de blir så stabila, eftersom dessa kopplingar och klimatförhållanden bestämmer arterna av djur och växter som lever i ett givet område. Varje obalans i ett naturligt ekosystem kan leda till att det försvinner eller utrotas. En sådan kränkning kan till exempel vara avskogning eller utrotning av en population av en viss djurart. I det här fallet störs näringskedjan omedelbart och ekosystemet börjar "misslyckas".

Förresten, att införa ytterligare element i ekosystemen kan också störa det. Till exempel om en person börjar föda upp djur i det valda ekosystemet som inte fanns där från början. En tydlig bekräftelse på detta är uppfödningen av kaniner i Australien. Först var det lönsamt, eftersom i en sådan bördig miljö och utmärkt för avel klimatförhållanden, började kaninerna föröka sig med otrolig hastighet. Men till slut kom allt att krascha. Otaliga horder av kaniner ödelade betesmarkerna där fåren tidigare betat. Antalet får började minska. Och en person får mycket mer mat från ett får än från 10 kaniner. Denna händelse blev till och med ett talesätt: "Kaninerna åt Australien." Det tog en otrolig ansträngning från forskare och en hel del kostnader innan de lyckades bli av med kaninpopulationen. Det var inte möjligt att helt utrota deras befolkning i Australien, men deras antal minskade och hotade inte längre ekosystemet.

Konstgjorda ekosystem

Konstgjorda ekosystem är samhällen av djur och växter som lever under förhållanden som skapats för dem av människor. De kallas också noobiogeocenoser eller socioekosystem. Exempel: åker, betesmark, stad, samhälle, rymdskepp, zoo, trädgård, konstgjord damm, reservoar.

Det mesta enkelt exempel artificiellt ekosystem är ett akvarium. Här begränsas livsmiljön av akvariets väggar, flödet av energi, ljus och näringsämnen utförs av människan, som också reglerar temperaturen och vattnets sammansättning. Antalet invånare bestäms också initialt.

Första egenskapen: alla artificiella ekosystem är heterotrofa d.v.s. konsumera färdigmat. Låt oss ta en stad som ett exempel, ett av de största artificiella ekosystemen. Inflödet av artificiellt skapad energi (gasledning, elektricitet, mat) spelar en stor roll här. Samtidigt kännetecknas sådana ekosystem av ett stort utsläpp av giftiga ämnen. Det vill säga att de ämnen som senare tjänar till produktion av organiskt material i ett naturligt ekosystem blir ofta olämpliga i konstgjorda.

En annan utmärkande egenskap hos artificiella ekosystem är en öppen metabolisk cykel. Låt oss ta agroekosystem som ett exempel - det viktigaste för människor. Dessa inkluderar åkrar, trädgårdar, grönsaksträdgårdar, betesmarker, gårdar och andra jordbruksmarker där människor skapar förutsättningar för produktion av konsumentprodukter. Människor tar ut en del av näringskedjan i sådana ekosystem (i form av grödor), och därför blir näringskedjan förstörd.

Den tredje skillnaden mellan artificiella ekosystem och naturliga är deras lilla antal arter. Faktum är att en person skapar ett ekosystem för att föda upp en (mindre ofta flera) arter av växter eller djur. Till exempel i ett vetefält förstörs alla skadedjur och ogräs, och det odlas bara vete. Detta gör det möjligt att få en bättre skörd. Men samtidigt gör förstörelsen av organismer som är "olönsamma" för människor ekosystemet instabilt.

Jämförande egenskaper hos naturliga och artificiella ekosystem

Det är bekvämare att presentera en jämförelse av naturliga ekosystem och socioekosystem i form av en tabell:

Naturliga ekosystem	Konstgjorda ekosystem
Huvudkomponenten är solenergi.	Får huvudsakligen energi från bränslen och färdigmat (heterotrofisk)
Blanketter grogrund	Utarmar jorden
Alla naturliga ekosystem absorberar koldioxid och producerar syre	De flesta artificiella ekosystem förbrukar syre och producerar koldioxid
Stor artmångfald	Begränsat antal arter av organismer
Hög stabilitet, förmåga till självreglering och självläkning	Svag hållbarhet, eftersom ett sådant ekosystem är beroende av mänskliga aktiviteter
Stängd metabolism	Öppen metabolisk kedja
Skapar livsmiljöer för vilda djur och växter	Förstör vilda livsmiljöer
Ackumulerar vatten, använder det klokt och renar det	Hög vattenförbrukning och föroreningar

I vardagen märker inte varje person sin interaktion med olika människor som rusar till jobbet, det är osannolikt att någon, utom kanske en professionell ekolog eller biolog, kommer att ägna särskild uppmärksamhet åt det faktum att han korsade ett torg eller en park. Tja, jag passerade och klarade, så vad? Men detta är redan en biocenos. Var och en av oss kan komma ihåg exempel på sådan ofrivillig men konstant interaktion med ekosystem, om vi bara tänker på det. Låt oss försöka överväga mer i detalj frågan om vad biocenoser är, hur de är och vad de är beroende av.

Vad är biocenos?

Troligtvis är det få som kommer ihåg att de studerade biocenoser i skolan. 7:e klass, när de täckte detta ämne i biologi, ligger långt tillbaka i tiden, och helt andra händelser kommer ihåg. Låt oss påminna dig om vad en biocenos är. Detta ord bildas genom att slå samman två latinska ord: "bios" - liv och "cenosis" - allmänt. Denna term betecknar en samling mikroorganismer, svampar, växter och djur som lever i samma territorium, sammankopplade och interagerar med varandra.

Varje biologiskt samhälle inkluderar följande komponenter i biocenosen:

• mikroorganismer (mikrobiocenos);
• vegetation (fytocenos);
• djur (zoocenos).

Var och en av dessa komponenter spelar en viktig roll och kan representeras av individer av olika arter. Det bör dock noteras att fytokenos är den ledande komponenten som bestämmer mikrobiocenos och zoocenos.

När dök detta koncept upp?

Begreppet "biocenos" föreslogs av den tyske hydrobiologen Moebius redan tidigare sent XIXårhundradet, när han studerade ostrons livsmiljöer i Nordsjön. Under studien fann han att dessa djur endast kan leva under strikt definierade förhållanden, kännetecknade av djup, flödeshastighet, salthalt och vattnets temperatur. Dessutom noterade Möbius att tillsammans med ostron lever strikt definierade arter av marina växter och djur i samma territorium. Baserat på de erhållna uppgifterna introducerade forskaren 1937 konceptet som vi överväger för att beteckna föreningen av grupper av levande organismer som lever och samexisterar i samma territorium, på grund av den historiska utvecklingen av arter och det långsiktiga moderna konceptet "biocenosis". ”, tolkar biologi och ekologi något olika.

Klassificering

Idag finns det flera tecken enligt vilka en biocenos kan klassificeras. Exempel på klassificering baserad på storlek:

• makrobiocenos (hav, bergskedjor, hav);
• mesobiocenos (träsk, skog, åker);
• mikrobiocenos (blomma, gammal stubbe, löv).

Biocenoser kan också klassificeras beroende på deras livsmiljö. Följande tre typer anses vara de viktigaste:

• nautisk;
• sötvatten;
• jord.

Var och en av dem kan delas in i underordnade, mindre och lokala grupper. Således kan marina biocenoser delas in i bentiska, pelagiska, hylla och andra. Sötvattensbiologiska samhällen är flod, träsk och sjö. Terrestra biocenoser inkluderar subtyper av kustnära och inland, berg och lågland.

Den enklaste klassificeringen av biologiska samhällen är deras uppdelning i naturliga och artificiella biocenoser. Bland de förstnämnda finns det primära, bildade utan mänskligt inflytande, såväl som sekundära, som har genomgått förändringar på grund av inverkan av naturliga element eller den mänskliga civilisationens aktiviteter. Låt oss ta en närmare titt på deras funktioner.

Naturliga biologiska samhällen

Naturliga biocenoser är sammanslutningar av levande varelser skapade av naturen själv. Sådana gemenskaper är naturliga system som formas, utvecklas och fungerar enligt sina egna speciallagar. Den tyske ekologen W. Tischler identifierade följande egenskaper som kännetecknar sådana formationer:

1. Gemenskaper uppstår från färdiga element, som antingen kan vara representanter för enskilda arter eller hela komplex.

2. Delar av samhället kan vara utbytbara. Därmed kan en art ersättas och helt ersättas av en annan som har liknande krav på levnadsförhållanden, utan negativa konsekvenser för hela systemet.

3. På grund av det faktum att i en biocenos olika arters intressen är motsatta, är hela det supraorganismala systemet baserat och existerar tack vare balanseringen av krafter riktade i motsatta riktningar.

Dessutom finns det i biologiska samhällen uppbyggare, det vill säga djur- eller växtarter som skapar nödvändiga förutsättningar för livet för andra varelser. Så, till exempel, i stäppbiocenoser är fjädergräs den mest kraftfulla byggaren.

För att bedöma vilken roll en viss art har i strukturen av ett biologiskt samhälle, används kvantitativa indikatorer, såsom dess förekomst, förekomstfrekvens, Shannon-diversitetsindex och artmättnad.

Alla vilda djur och växter, som omger oss - djur, växter, svampar och andra levande organismer, är en hel biocenos eller del, till exempel, av en regional biocenos eller biocenos av en separat del. Alla biocenoser har olika förutsättningar och kan skilja sig åt i typen av organismer och växter.

Biocenos är gemenskap, en uppsättning levande organismer i ett visst territoriellt områdes natur. Konceptet innebär också miljöförhållanden. Om ett separat territorium tas, bör det inom dess gränser finnas ungefär samma klimat. Biocenosen kan sträcka sig till invånarna i land, vatten och.

Alla organismer i biocenosen är nära besläktade med varandra. Det finns matförbindelser, eller med livsmiljön och distributionen. Vissa befolkningar använder andra för att bygga sina egna skyddsrum.

Det finns också en vertikal och horisontell struktur av biocenosen.

Uppmärksamhet! Biocenosen kan vara naturlig eller artificiell, det vill säga konstgjord.

På 1800-talet utvecklades biologin aktivt, liksom andra vetenskapsgrenar. Forskare fortsatte att beskriva levande organismer. För att förenkla uppgiften att beskriva grupper av organismer som bebor ett specifikt territorium, var Karl August Moebius den första som introducerade termen "biocenos". Detta hände 1877.

Tecken på biocenos

Det finns följande tecken på biocenos:

1. Det finns en nära relation mellan populationerna.
2. Den biotiska kopplingen mellan alla komponenter är stabil.
3. Organismer anpassar sig till varandra och i grupper.
4. En biologisk cykel observeras i detta område.
5. Organismer interagerar med varandra, så de är ömsesidigt nödvändiga.

Komponenter

Komponenterna i en biocenos är alla levande organismer. De är splittrade i tre stora grupper:

• konsumenter - konsumenter av färdiga ämnen (till exempel rovdjur);
• producenter - kan producera näringsämnen på egen hand (till exempel gröna växter);
• nedbrytare är de organismer som är den sista länken i näringskedjan, det vill säga de bryter ner döda organismer (till exempel svampar och bakterier).

Komponenter av biocenos

Abiotisk del av biocenosen

Abiotisk miljö- det här är klimat, väder, relief, landskap, etc., det vill säga det här är den livlösa delen. Förhållandena kommer att skilja sig åt på olika delar av kontinenterna. Ju svårare förhållandena är färre arter kommer att bo på territoriet. Ekvatorialbältet har det mest gynnsamma klimatet - varmt och fuktigt, så endemiska arter finns oftast i sådana områden (många av dem kan hittas på det australiska fastlandet).

Ett separat område av den abiotiska miljön kallas biotop.

Uppmärksamhet! Artrikedomen inom biocenosen beror på den abiotiska miljöns förutsättningar och karaktär.

Typer av biocenos

Inom biologi klassificeras typer av biocenos enligt följande egenskaper.

Efter rumslig plats:

• Vertikal (skiktad);
• Horisontell (mosaik).

Efter ursprung:

• Naturlig (naturlig);
• Konstgjord (konstgjord).

Efter anslutningstyp arter inom biocenosen:

• Trophic (näringskedjor);
• Fabrik (arrangemang av en organisms livsmiljöer med hjälp av döda organismer);
• Aktuell (individer av en art tjänar som livsmiljöer eller påverkar livet för andra arter);
• Forisk (deltagande av vissa arter i fördelningen av andras livsmiljöer).

Biocenosens rumsliga struktur

Naturlig biocenos

Naturlig biocenos kännetecknas av att det har ett naturligt ursprung. En person stör inte de processer som sker i den. Till exempel: floden Volga, skog, stäpp, äng, berg. Till skillnad från konstgjorda har naturliga en större skala.

Om en person stör den naturliga miljön störs balansen mellan arter. Irreversibla processer inträffar - utrotning och försvinnande av vissa arter av växter och djur, de anges i "". De arter som är på väg att dö ut finns listade i Röda boken.

Låt oss titta på exempel på naturlig biocenos.

Flod

Floden är naturlig biocenos. Det är hem för olika djur, växter och bakterier. Utsikten kommer att variera beroende på flodens läge. Om floden ligger i norr kommer mångfalden i den levande världen att vara fattig, men om den är närmare ekvatorn kommer överflöd och mångfald av arter som lever där att vara rika.

Invånare i flodbiocenoser: vitvit, abborre, crucian karp, gädda, sterlet, sill, ide, braxen, gös, ruffe, nors, lake, kräftor, asp, karp, karp, havskatt, mört, spår, silverkarp, sabel, olika sötvattenalger och många andra levande organismer.

Skog

Skog är exempel på en naturlig look. Skogens biocenos är rikt på träd, buskar, gräs, djur som lever i luften, på marken och i marken. Här kan du hitta svamp. I skogen lever också olika bakterier.

Representanter för skogens biocenos (fauna): varg, räv, älg, vildsvin, ekorre, igelkott, hare, björn, älg, mes, hackspett, bofink, gök, orre, orre, trast, uggla, myra, nyckelpiga, tallsilkesmask, gräshoppa, fästing och många andra djur.

Representanter för skogsbiocenosen ( flora): björk, lind, lönn, fläder, corydalis, ek, tall, gran, asp, liljekonvalj, kupir, jordgubbe, björnbär, maskros, snödroppe, viol, förgätmigej, lungört, hassel och många andra växter .

Skogsbiocenosen representeras av följande svampar: boletus, boletus, porcini-svamp, paddsvamp, flugsvamp, ostronsvamp, puffball, kantarell, olja, honungssvamp, murklor, russula, champinjon, saffransmjölklock, etc.

Naturlig och artificiell biocenos

Konstgjord biocenos

En artificiell biocenos skiljer sig från en naturlig genom att den skapad av mänskliga händer för att tillfredsställa deras behov eller hela samhällets behov. I sådana system utformar en person själv de villkor som krävs. Exempel på sådana system är: trädgård, grönsaksträdgård, åker, skogsplantage, bigård, akvarium, kanal, damm, etc.

Framväxten av konstgjorda miljöer har lett till förstörelse naturliga biocenoser, utveckling av jordbruket och jordbrukssektorn i ekonomin.

Exempel på artificiell klassificering

Till exempel, i en åker, växthus, trädgård eller grönsaksträdgård, odlar en person odlade växter (grönsaker, spannmålsgrödor, fruktväxter, etc.). Så att de inte dör, vissa villkor skapas: Bevattningssystem för bevattning, belysning. Jorden är mättad med de saknade elementen med hjälp av gödningsmedel. Växter behandlas med kemikalier för att skydda dem från att ätas upp av skadedjur etc.

Skogsbälten planteras nära åkrar, på sluttningarna av raviner, nära järn och motorvägar. Nära fälten behövs de för att minska avdunstning och behålla snö på våren, d.v.s. för kontroll vattenregim landa. Träd skyddar också frön från att blåsas bort av vinden och skyddar jorden från erosion.

Träd planteras på sluttningarna av raviner för att förhindra och bromsa deras tillväxt, eftersom rötterna kommer att hålla jorden.

Träd längs vägar är nödvändiga för att förhindra att snö, damm och sand kör transportvägar.

Uppmärksamhet! Människan skapar artificiella biocenoser för att förbättra samhällets liv. Men överdriven inblandning i naturen är fylld av konsekvenser.

Horisontell struktur av biocenos

Den horisontella strukturen hos en biocenos skiljer sig från den skiktade genom att mängden arter som lever på dess territorium ändras inte vertikalt utan horisontellt.

Till exempel kan vi överväga det mest globala exemplet. Den levande världens mångfald, överflöd och rikedom varierar beroende på zon. I den arktiska ökenzonen, i Arktis klimatzon, floran och faunan är gles och fattig. När vi närmar oss den tropiska skogszonen, i den tropiska klimatzonen, kommer antalet och mångfalden av arter att öka. Så vi kunde spåra förändringar i antalet arter inom biocenosen, och även förändringar i deras struktur (eftersom de måste anpassa sig till olika förutsättningar klimat). Detta är en naturlig mosaik.

Och konstgjord mosaik dyker upp under mänsklig påverkan på miljön. Till exempel avskogning, sådd av ängar, dränering av träsk m.m. På en plats där människor inte har ändrat förutsättningarna kommer organismerna att finnas kvar. Och de platser där förhållandena har förändrats kommer att bebos av nya befolkningar. Komponenterna i biocenosen kommer också att skilja sig åt.

Biocenos

Begreppet biogeocenos och ekosystem

Slutsats

Låt oss sammanfatta: biocenos har olika klassificeringar beroende på dess ursprung, relationer mellan organismer och plats i rymden.