Лекция №5 Тема: Экология сообществ — синэкология

Цель лекции: Сформировать сложное понятие о биоценозе, как исторически сложившейся системе сообществ, ознакомить с компонентами биоценоза, объяснить взаимосвязи между видами биоценоза и с внешней средой.

План лекции:

1. Понятия о синэкологии и биоценоза

2. Характеристика биоценоза

3. Видовая структура биоценоза

4. Устойчивость биоценоза

Основные понятия по теме: биоценоз, синэкология, сообщество, доминантные и рецессивные виды, малочисленные виды, видовая структура биоценоза, ярусность, виды-средообразователи, устойчивость биоценоза, биотоп.

1. Понятия о синэкологии и биоценоза

Синэкология (от греч. Syn-вместе)-раздел экологии, изучающий ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, пути их формирования и их взаимодействие с окружающей средой. Термин, синэкология” предложил швейцарский ботаник К Шретер (1902г), который в переводе с греческого «вместе».

В природе популяции разных видов объединяются в макросистемы более высокого ранга - так называемые сообщества, или биоценоз. Биоценоз (от греч bios-жизнь koinos-общий)-это совокупность популяций растений, животных и микроорганизмов, живующих совместно в одних и тех же услових среды. Понятие„ биоценоз” было предложено в 1877 г немецким зоологом К. Мебиусом, который изучая устричные банки, пришел к выводу, что каждая из них представляет собой сообщество живых существ, все члены которого находятся в тесной связи.

2. Характеристика биоценоза

Никакой биоценоз не может развиваться сам по себе, независимо от среды и вне ее. В результате в природе складываются определенные комплексы, совокупности живых и неживых компонентов, где сложные взаимодействия их отдельных частей поддерживаются на основе взаимной неопределенности. Пространство с более или менее однородными условиями, заселенное тем или иным сообществом организмов т. е. биоценозом называется биотопом (от греч-topos-место). Если определить биотоп как место существования биоценоза,то биоценоз можно рассматривать как исторически сложившийся комплекс организмов, характерный для конкретного биотопа.

К важнейшим характерным особенностям биоценоза относятся: видовое разнообразие; численность видовых популяций; биомасса; биологическая продуктивность.

3. Видовая структура биоценоза неравноценна по своей численности. Одни из них массовые, другие малочисленны, третьи - совсем редки. Наиболее массовые виды биоценоза называют доминантами, или доминирующими видами. Например, в ельнике-черничнике среди деревьев постоянно доминирует ель, среди наземных растений-черника, зеленые мхи, среди птиц-пеночка-теньковка, синица-гаичка, из курьиных птиц-рябчик, а среди мышевидных грызунов преобладает рыжая полевка.

Массовые виды составляют основное ядро биоценоза. Ряд видов достигает высокой численности лишь периодически, временами включаясь в состав массовых. В еловых лесах это зяблики, клесты-еловики, лесные мыши. Наиболее разнообразны в биоценозах редкие и малочисленные виды. Какую же роль играют в биоценозах массовые малочисленные виды? Виды - доминанты определяют главные связи в сообществе. Они создают его основную структуру и внешний облик.

Часть массовых видов - важные средообразователи, сильно влияющие на условия жизни для других. В еловых лесах распределение света и осадков, микроклимат, мозаика почвенных условий -все определяется елью. От состояния елового древостоя зависит жизнь многих наземных растений и тысяч видов животных от белок и синиц до многочисленных мелких членистоногих в лесной подстилке. Малочисленные виды составляют как бы резерв сообщества. В существующей обстановке они не могут реализовать свои возможности размножения, но в изменившихся условиях в состоянии включиться в состав доминантов или даже занять их место. Среди множества малочисленных видов всегда найдутся такие, для которых отклонение условий от средней нормы окажется благоприятным. Таким образом биоценоз сохраняет свою устойчивость и не разрушается при разных погодных колебаниях и других внешних воздействиях, включая умеренные антропогенные .

Соотношение видов по численности создает видовую структуру биоценоза. Для каждого типа биоценоза она вполне закономерно. Для биоценозов характерно также закономерные распределение видов в пространстве. Основу этого распределения формирует растительность. Важным структурным признаком сообщества является его пространственное сложение – морфологическая структура – то есть видовой состав. О морфологической структуре можно судить, например, по биоморфологическому спектру, то есть составу и соотношению жизненных форм сообщества. Число жизненных форм, входящих в биоценоз, обычно гораздо лучше характеризует экологические условия в сообществе – как абиотические, так и биотические. По преобладающим (доминирующим) жизненным формам, например, определяется принадлежность сообщества к тому или иному типу растительности (например, леса, луга, кустарники). Совместное существование разных видов и жизненных форм в сообществе приводит к их пространственному обособлению. Это выражается в горизонтальном и вертикальном расчленениях фитоценоза на отдельные элементы, каждый из которых играет свою роль в накоплении и преобразовании вещества и энергии.

По вертикали растительное сообщество разделяется на ярусы – горизонтальные слои, в которых располагаются надземные или подземные части растений определенных жизненных форм. Это ярусность особенно ярко выражена в лесных фитоценозах. Здесь насчитывается обычно пять-шесть ярусов: древесные ярусы (высоких и низких деревьев), кустарниковый (подлесок), травяно-кустарничковый, моховой (или лишайниковый), подстилка (опад листвы). Малоярусные сообщества –луг, степь, болота –имеют по два-три яруса.

Ярусное строение фитоценоза дает растениям возможность более полно использовать ресурсы среды, прежде всего свет, тепло и влагу. Растения разных ярусов живут в разных условиях, что уменьшает конкуренцию и способствует увеличению видового разнообразия. Чем благоприятнее условия местообитания, тем сложнее ярусность.

Подземное ярусность представляет собой как бы зеркальное отражение надземной: корни наиболее высоких растений (деревьев) проникают глубже всех, корни низких (трав, кустарников) располагаются у поверхности почвы или прямо в подстилке. Наибольшая масса корней находится в верхних слоях почвы. Животное население биоценоза, «привязанное» к растениям, также распределено по ярусам. Например, микрофауна почвенных животных наиболее богата в подстилке; достаточно четко приурочены к ярусам определенные группы насекомых. Разные виды птиц строят гнезда и кормятся в разных ярусах – на земле, в кустарниках, в кронах деревьев. По горизонтали сообщество также расчленяется на отдельные элементы – микрогруппировки, расположение которых отражает неоднородность условий жизни. Особенно хорошо это видно в структуре наземного (напочвенного) покрова – в наличии «мозаики» из различных микрогруппировок (например, кочки или куртины трав; светолюбивые травы в «окнах», теневыносливые травы –под деревьями; пятна мхов или голого грунта). Мозаичность, как и ярусность, обусловлена многими факторами (включая влияние человека), поэтому может служить хорошим признаком экологических нарушений в сообществе.

Морфологическая (пространственная) структура и биоморфологический спектр сообщества являются показателями имеющегося в данном местообитании разнообразия экологических ниш, богатства и полноты использования сообществом ресурсов среды, а также показателем относительной устойчивости сообщества. В лесах умеренного климата может быть до 5-6 ярусов растений. Животные также живут в отдельных ярусах растительности, но в силу своей подвижности разные виды животных могут осваивать и сразу несколько ярусов. Белки, например, строят гнезда и выводят бельчат на деревьях, а собирать орехи, грибы, ягоды могут на земле.