САМОСТІЙНА РОБОТА

Тема: Структура природного середовища. Біоценоз. Біогеоценоз. Екосистема.

Мета заняття: познайомити з поняттями “біоценоз”, “біогеоценоз”, “екосистема”; їх основними компонентами; розглянути перетворення енергії в БГЦ та сукцесіями; сформувати уявлення про агроценози, їх особливості.

В результаті вивчення теми студенти повинні

Знати: екологічні системи; поняття біоценоз, біогеоценоз, агроценоз, популяції.

Вміти: побудувати схему простого ланцюга живлення; скласти схему колообігу речовин у біосфері.

Література.

Основна

1. Білявський та ін. “Основи загальної екології”, Київ, “Либідь” 1995р., с.67-72.

2. Гутаревич Ю.Ф., Зеркалов Д.В.та ін. „Екологія автомобільного транспорту”, Київ, „Основа”, 2002р., с. 24-27

3. Павлова Є.І., Буравльов Ю.В. “Екологія транспорту”, Москва «Транспорт», 1998р., с.10-14.

Додаткова

1. Лук‘янова Л.П. “Основи екології”, Київ “Вища школа” 2000р., с.25-32

2. Запольський А.К., Салюк А.І. “Основи екології”, Київ, “Вища школа”, 2003р., с.66-101.

План

1. Поняття про біоценоз.

2. Біогеоценоз та екосистема.

3. Структура та властивості БГЦ.

4. Перетворення енергії в БГЦ.

5. Поняття про сукцесії.

6. Агроценози.

1. Поняття про біоценоз

Біоценоз — угрупування популяцій організмів, які зв’язані між собою різноманітними взаємовідносинами та населяють ділянку біосфери з однорідними умовами існування.

В основі біоценозу знаходяться фотосинтезуючі (рослини) організми.

Рослинні угрупування — фітоценози визначають межі біоценозу.

До біоценозу входять:

1. фітоценоз — рослинне угрупування, де рослини знаходяться у взаємозв’язку між собою за місцем існування. ! Це початкова ланка ланцюга циклу біологічного колообороту. ! Фітоценоз — основний рівень біоценозу, тому що здібний за допомогою хлорофілу пов’язувати сонячну енергію і перетворювати її в потенційну.

2. зооценоз (консументи І, ІІ, ІІІ порядку)

3. мікробоценоз

Кожний біоценоз має певні характеристики:

1. видове різноманіття — сукупність популяцій різних видів; ! чим довше відбувається становлення біоценозу, тим більше його різноманіття;

2. біомаса — сумарна маса особин різних видів у перерахунку на одиницю площі;

3. продуктивність — біомаса, що створюється за одиницю часу;

4. густота популяцій;

5. площа або об’єм займає мої території.

Структура біоценозу

Видова структура:

• видове різноманіття;

• співвідношення чисельності і густоти популяцій.

Просторова структура:

• ярусність:

• наземна (до 5)

• підземна (до 5)

Екологічна структура:

• автотрофи:

• фототрофи

• хемотрофи

• гетеротрофи:

• сапрофіти

• хижаки

• паразити

• фітофоти (поїдають рослини)

2. Біогеоценоз та екосистема

Популяції різних видів не тільки тісно пов’язані між собою, але із умовами довкілля мають певні відносини.

Біогеоценоз: клімат, грунт, мікробоценоз, фітоценоз, зооценоз.

Біогеоценоз (БГЦ) — відкрита система з прямими та зворотними зв’язками, яка володіє стійкістю, характерним кругообігом речовин та енергії, яка розвивається на фоні певної фізико-географічної зони.

Екосистема — сукупність організмів певних видів, які взаємодіють між собою із фізичним середовищем існування, завдяки чому виникає потік енергії, який створює певну трофічну структуру (ланцюги живлення).

Колообіг речовин — це обмін речовинами між абіотичною (неживою) та біотичною (живою) частинами екосистем.

Біогеоценоз — це екосистема в межах ФЦ.

Екосистема стосується будь-якої сукупності організмів.

3. Структура і властивості біогеоценозу

Структура біогеоценозу

Абіотична частина

• неорганічні сполуки: СО₂, N₂, O₂, H₂O, H₂S і т.д.;

• органічні сполуки (залишки організмів чи продукти їхньої життєдіяльності);

• клімат.

Біотична частина (різні групи популяцій мікроорганізмів, пов’язаних трофічно і просторово):

• продуценти — автотрофні організми;

• консументи — гетеротрофи (фітофаги, хижаки, паразити, сапрофіти);

• редуценти — органічна речовина залишків чи продуктів життєдіяльності організмів, розкладена до неорганічних сполук (бактерії, гриби, тварини-копрофаги, некрофаги, детритофаги).

Властивості біогеоценозу

1. цілісність: внаслідок взаємодії живих організмів між собою та довкіллям виникають потоки енергії та колообіг речовин, що зв’язують біогеоценоз в єдину систему;

2. самовідтворення: відтворення чисельності популяції і умов існування. Стійкість біогеоценозу проявляються у протистоянні несприятливими зовнішнім впливом.

3. саморегуляція: коливання кількісних і якісних показників продуктивності біогеоценозу; способів та швидкості біогенного коло обігу речовин і потоків енергії навколо оптимальних значень.

Взаємозв’язки організмів у біогеоценозу:

Антагоністичні

• конкуренція — використання певного ресурсу довкілля одним із них зменшує його доступність для інших:

  • внутрішньовидова

  • міжвидова

    • паразитизм

Нейтральні — існування двох видів на одній території не спричиняє для кожної ніяких наслідків.

Мутуалістичні — кожний з видів дістає певну користь.

Типи зв’язків між популяціями

Трофічні — коли один з видів є об’єктом живлення для іншого

• хижак-здобич

• паразит-хозяїн

Топічні — коли види не пов’язані трофічними зв’язками, але внаслідок життєдіяльності одних змінюються умови існування інших (ярусність рослин; вусоногі раки на малюсках).

Рівень видового різноманіття прамо визначає рівень гомеостазу біогеоценозу.

4. Перетворення енергії в біогеоценозу

Біогеоценоз — відкрита система, яка потребує постійного надходження речовин та енергії ззовні.

Функціональна структура БГЦ

Основне джерело енергії — сонце (тепловий стік (розсіювання Е)).

Сонячна енергія — вхід (неорганічні речовини) — колообіг речовин (сукупність організмів) — вихід (органічна речовина). Людина його збільшує.

Фототрофи вловлюють та перетворюють енергію хімічних зв’язків синтезованої органічної речовини.

Рослини поглинають 0,1-2% сонячної енергії. У свою чергу організми, що споживають зелені рослини теж використовують незначну частину енергії (10-20%), решта розсіюється у вигляді тепла, витрачаючись на процеси життєдіяльності.

Ланцюги живлення — послідовність організмів, у яких особини одного виду, їхні рештки або продукти життєдіяльності слугують об’єктом живлення організмів іншого виду.

Кожний ланцюг складається з певної кількості ланок (не більше 4-5).

Будь-яка популяція займає певний трофічний рівень.

Редуценти.

Консументи ІІІ пор.

Консументи ІІ пор. (їдять рослинноїдні тварини).

Консументи І пор. (поїдають рослини).

Продуценти — автотрофи.

! умовою існування будь-якого БГЦ є наявність зелених рослин.

Переплітаючись ланцюги живлення утворюють трофічну сітку, її існування завдає стійкість БГЦ.

Кожний БГЦ характеризуються певною продуктивністю, яку виражають в одиницях маси або енергії.

Чиста первинна продуктивність — приріст рослин за певну одиницю часу. Це той резерв, що можуть споживати консументи і редуценти.

В залежності від споживання первинної продуктивності і передачі її наступним рівням ланцюгів визначають правило екологічної міди: з одного боку трофічного рівня на інший переходять в середньому не більше 10% енергії.

Екологічна піраміда — графічне відображення трофічної структури ланцюга живлення.

Консументи ІІІ пор. 1кг 0,1%

Консументи ІІ пор. 10 кг 1%

Консументи І пор. 100 кг 10%

Продуценти 1000 кг 100%

5. Поняття про сукцесії

Циклічні зміни — результат пристосування БГЦ до періодичних змін довкілля

• сезонна

• добові

• щорічні

Поступальні зміни — відбуваються під час відновлення зруйнованих БГЦ (відновлення лісів на місці згарищ). Піхта —(згоріла)— береза — осина — піхта єль ((900 ріків)) — піхта.

Сукцесії — процес саморозвитку БГЦ, внаслідок взаємодії живих організмів між собою і довкіллям.

• первинні сукцесії (поява і розвиток рослинних угрупувань, де рослинності раніше не було);

• вторинні сукцесії (відновлення рослинності після певних порушень)

Особливості сукцесій:

• в одному напрямку;

• зростає видове різноманіття, розгалужується трофічна сітка;

• більше видів на І етапі, які здатні швидко розмножуватись;

• сукцесії тривають, поки БГЦ не досягне певного видового різноманіття;

• поступово уповільнюється приріст біомаси.

6. Агроценози

Людина залежить від чистої первинної продукції зелених рослин.

Агроценози — штучні угрупування (поля, пасовища, городи) для отримання сільськогосподарської продукції.

Особливості агроценозів

1. незначне видове різноманіття — погано розгалужені трофічні зв’язки — слабка стійкість організмів;

2. висока продуктивність одного чи кількох видів;

3. відсутня саморегуляція

   • можливе масове розмноження бур’янів і шкідників;

   • запобігати сукцесіям;

4. не відбуваються коло обігу речовин;

5. потребують надходження поживних речовин.

Питання для самоконтролю (усно)

1. Що таке БЦ? Назвіть його характеристики?

2. Перелічите компоненти БГЦ.

3. Що входить до біотичної та абіотичної частин БГЦ?

4. Як відбувається перехід енергії та речовин з одного топічного рівня на інший?

5. Які особливості сукцесій Вам відомі?.

6. Які особливості мають агроценози?

Законспектуйте у зошиті згідно плану лекції:

А) Поняття біоценоз, фітоценоз, зооценоз, мікроценоз? Перелічить характеристики біоценозу? Що лежить в основі будь-якого біоценозу?

Яку структуру має біоценоз?

Б) Поняття Біогеоценоз, перелічите компоненти БГЦ. Дайте характеристику біотичної та абіотичної частин БГЦ?

В) Як відбувається перехід енергії та речовин з одного топічного рівня на інший? Запишіть правило екологічної піраміди.

Г) Поняття сукцесії. Перелічить особливості сукцесій?

Д) Поняття агроценоз. Назвіть особливості агроценозів