
- •1. Понятие о биогеоценозе и биогеоценологии
- •2. Компонентный состав биогеоценозов
- •3. Сущность биогеоценоза
- •4. Свойства биоценозов: саморегуляция и самовоспроизведимость. Принцип Ле-Шателье
- •5. Биогеоценоз и экосистема: различия между этими понятиями
- •Иллюстрации биогеоценозов Приморья
- •Лекция 2. История развития естественных наук и становления биогеоценологии Москалюк т.А.
- •1. Период фактологии, «наивной экологии» – до середины XIX в. (1-4 этапы)
- •2. Период комплексной интеграции знаний, «факториальной экологии» (5 этап – с середины XIX в. До 40-х гг. XX в.)
- •3. Период биогеоценологических исследований – доминирование синэкологических исследований – с 1936 г. До наших дней (6 этап)
- •4. В.Н. Сукачев – создатель учения о биогеоценологии
- •Из личной жизни…
- •Роль друзей в творчестве в.Н. Сукачева
- •5. Современном направления и задачи биогеоценологии
- •Таким образом, мы выделили восемь этапов в становлении и развитии естественных наук, и биогеоценологии в частности:
- •1. Выделение границ биогеоценоза
- •2. Биогеоценозообразующая роль фитоценоза в ландшафте
- •3. Определение понятия "фитоценоз"
- •5. Минимальный размер площади выявления фитоценоза
- •6. О границах фитоценоза. Понятие о континууме растительного покрова
- •7. Различия понятий "фитоценоз", "ассоциация" и "растительное сообщество"
- •1. О структурно-функциональной организации фитоценозов
- •2. Видовая структура
- •1. Количественные показатели видового разнообразия. Формула шеннона
- •2. Эколого-географический анализ видов
- •3. Жизненность вида
- •Лекция 6. Жизненные формы как отражение условий среды и отношений в фитоценозе Москалюк т.А.
- •1. Понятие "жизненная форма"
- •2. Классификации жизненных форм растений
- •А) Классификация к. Раункиера
- •Б) Биоморфологический спектр
- •В) Классификация и.Г. Серебрякова
- •3. Понятия "экобиоморфа" и "онтобиоморфа"
- •5. Понятие конвергенции
- •1. Методологические принципы построения классификации
- •2. Жизненные формы деревьев
- •3. Жизненные формы кустарников
- •4. Жизненные формы трав и кустарничков
- •Тема: функциональная структура биогеоценоза (2 лекции) Лекция 9. Взаимосвязи в биогеоценозе. Типы отношений между организмами в ценозе предисловие
- •1. Взаимосвязи в биогеоценозе
- •А) Взаимодействие между почвою и растительностью
- •Б) Взаимодействия между растительностью и атмосферой
- •В) Взаимосвязь между микроорганизмами и разными компонентами биогеоценоза
- •Г) Взаимоотношения между растениями
- •Д) Взаимосвязь растительности с животным миром
- •Е) Взаимодействия между неживыми (абиотическими) компонентами
- •2. Факторы, влияющие на взаимодействия компонентов биогеоценоза
- •3. Типы отношений между организмами в ценозе
- •А) симбиоз ("взаимный паразитизм")
- •Б) антагонизм
- •Лекция 10. Сопряженность видов в фитоценозе. Внутри- и межвидовые отношения в биогеоценозе.
- •4. Сопряженность видов в фитоценозе
- •5. Внутри- и межвидовые отношения в биогеоценозе а) Дифференциация ценопуляций
- •Б) Экологический и фитоценотический оптимумы
- •В) Перенаселение вида
- •1. О динамике фитоценозов
- •2. Флюктуации: определение понятия, типы флюктуаций
- •3. Сукцессии: определение понятия; серийные и коренные (климаксовые) сообщества, динамическое равновесие
- •4. Типы сукцессий
- •4.1. Первичные сукцессии
- •4.2. Вторичные сукцессии
- •5. Понятие климакса в биогеоценологии
- •6. Теория подвижного равновесия
- •7. Создание рудеральных местообитаний и отвалов
- •Лекция 12. Вторичные сукцессии и климаксовые сообщества. Подвижное равновесие
- •1. Вторичные сукцессии – смена одного фитоценоза другим
- •А) Суть понятий сингенез, эндоэкогенез и гологенез
- •Б) Классификация типов сукцессий по п.Д. Ярошенко
- •В) Кратковременные, вековые и филоценогенетические смены фитоценозов
- •Г) Эволюция фитоценозов. Примеры филоценогенетических сукцессий
- •Процесс зарастания водоема со дна
- •Зарастание горных территорий с каменистыми субстратами
- •2. Понятие климакса в биогеоценологии
- •3. Теория подвижного равновесия
- •4. Методология изучения вековых смен
- •Лекция 13. Энергетика и биологическая продуктивность
- •1. Основные типы функций биогеоценоза
- •2. Органические функции
- •Б. Схема расчета потока энергии через простую цепь питания
- •В. Экологические пирамиды
- •3. Биологическая продуктивность а. Понятие биологической продуктивности
- •Б. Показатели биологической продуктивности
- •I. Характеристика исследованных фитоценозов
- •II. Запасы и фракционная структура биомассы
- •III. Вертикальный профиль кроновой и зеленой массы
- •4. Средообразующие функции
- •А. Понятие о консорции
- •Б. Понятие об экологической нише
- •В. Типы экологических ниш
4. Свойства биоценозов: саморегуляция и самовоспроизведимость. Принцип Ле-Шателье
Главными свойствами биоценозов, отличающих их от неживых компонентов, является способность продуцировать живое вещество, обладать саморегуляцией и самовоспроизводимостью. В биоценозе отдельные виды, популяции и группы видов могут заменяться соответственно другими без особого ущерба для содружества, а сама система существует за счет уравновешивания сил антагонизма (конкуренции) между видами. Для приобретения этих свойств биосистеме требуется время.
Очень важным свойством биоценозов, как всяких биологических материальных систем, является саморегуляция – способность выдерживать высокие отрицательные нагрузки, способность возвращаться в близкое к исходному состояние после существенных нарушений компонентов, структуры, взаимосвязей. Саморегуляция отражает принцип Ле-Шателье.
Согласно принципу Ле-Шателье, биогеоценоз способен поддерживать свое состояние при резких, неблагоприятных для него, воздействиях внешних факторов или возмущениях. При этом он изменяется таким образом, что снижает эффект возмущения и, таким образом, сохраняет свой status quo.
Пример. Восстановление прежнего типа сообщества после пожара, рубки леса, ветровала, вытаптывания и др. Отмечается высокая активность роста и высокая скорость обменных процессов растений, произрастающих в экстремальных условиях.
Поскольку компоненты ценоза находятся друг с другом в постоянном взаимодействии – связаны друг с другом потоками вещества и энергии, то, говоря о равновесии биогеоценоза, следует иметь в виду не статическое, а динамическое равновесие, в первую очередь равновесие потоков вещества и энергии. Если экосистему вывести из состояния динамического равновесия, то она стремится вернуться к нему, используя при этом часть своей внутренней энергии и упорядоченности (упорядоченность – структурная негэнтропия). Если резерва внутренней энергии и негэнтропии хватает, то система возвращается в состояние близкое к исходному. Если ресурсов вещества и энергии недостаточно, то система (биогеоценоз) либо безвозвратно разрушается, либо переходит в новое состояние динамического равновесия, но на значительно более низком энергетическом уровне. При этом говорят, что экосистема деградировала.
ПРИМЕРОМ деградации является распашка и уничтожение естественной растительности на значительных пространствах в зоне сухой степи. Это воздействие резко снижает запасы влаги в почве, способствует ветровой эрозии почв и экосистема переходит в новое состояние с очень низкой биологической продуктивностью. Степные экосистемы сменяются при этом экосистемами пустынь. Некоторые ученые экологи считают, что именно так на месте саванны в Северной Африке примерно 10 тыс. лет назад образовалась пустыня Сахара.
|
Другой пример – по лесной зоне Дальнего Востока – уничтожение лесов рубками и особенно пожарами. Вначале высокопродуктивные коренные леса (рис. 7) с ценными лесообразующими породами сменяются менее продуктивными малоценными вторичными лесами (порослевые дубняки, белоберезняки, ясеневники и др.). С повторными пожарами происходит смена уже вторичных лесов – на разнотравные луговые и кустарниковые сообщества, а затем и последние сменяются разного рода пустырями и каменистыми россыпями. |
Один из самых характерных примеров невосстановимого разрушения биогеоценозов – горные полигоны, на которых добыча полезных ископаемых ведется открытым способом. Лесные пойменные биогеоценозы, самые продуктивные и разнообразные по видовому составу, превращаются в лунные ландшафты. Уничтожение теплоизоляционного слоя – растительного покрова – на почвах с многолетней мерзлотой тоже приводит к нарушению динамического равновесия и явлению термокарста.
Для всякого биогеоценоза существуют пределы толерантности (устойчивости). Одни более толерантны, или устойчивы, к воздействию внешних возмущающих факторов, другие менее. Но пока мало известно о пределах толерантности естественных экосистем, и среди ученых имеются разногласия. Например, одни говорят, что экосистемы тундры очень неустойчивы и легко уязвимы. Другие, напротив, считают, что самые неустойчивые – экосистемы влажных тропических лесов, а экосистемы тундры не менее устойчивы, чем экосистемы тайги и степи. Толерантность разных экологических систем должна быть изучена как можно скорее, иначе под мощным антропогенным воздействием окажутся как раз наиболее уязвимые экосистемы.
Проблема эта очень сложна тем, что разные экосистемы оказываются в разной степени устойчивыми по отношению к разрушающим факторам.
НАПРИМЕР, колея от трактора на склоне в зоне тайги через 50 лет зарастет и исчезнет, а вот такая же колея в зоне тундры через 50 лет превратится в овраг глубиной до 20-30 м и шириной до 10-20 м.