Вопросы для самопроверки

1. Что такое популяция и какими признаками она обладает?

2. Какими показателями характеризуется структура популяции?

3. Какие экологические факторы влияют на рост и кривые роста в популяции?

4. Какими формами выражены внутривидовые и межвидовые взаимоотношения в популяции?

5. Что такое динамика и гомеостаз популяции? Чем они характеризуются?

6. Что такое смертность популяции, удельная и абсолютная смертность?

7. Дайте характеристику «кривым смертности» популяции?

8. Что такое экологическая стратегия популяции?

9. Чем характеризуется стратегия r-вида и К-вида?

6. Биоценоз и его устойчивость

Цель занятия – изучить современное представление о биогеоценозе, биоценозе, биотопе, структуру биоценозов; биоценозы, созданные человеком.

Экосистема или биогеоценоз - это взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии и представляет собой одну из наиболее сложных природных систем.

Биогеоценоз (по В.Н. Сукачеву, 1972) – это «участок земной поверхности, где на известном протяжении биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы, гидросферы и педосферы остаются однородными и имеющими однородный характер взаимодействия между ними и поэтому в совокупности образующие единый, внутренне взаимообусловленный комплекс».

Биогеоценоз состоит из комплекса живых и косных компонентов, в котором живые организмы формируются в результате борьбы за существование, естественного отбора и других факторов эволюции. Участок земной поверхности с однотипными абиотическими условиями среды, занимаемый тем или иным биоценозом, называется биотопом, который является неорганическим компонентом биоценоза.

В природе популяции различных видов живых организмов, заселяющих общие места обитания, неизбежно вступают в определенные взаимоотношения. Длительное совместное существование приводит к образованию сообществ или биоценозов, в которых подбор видов не случаен, а определяется возможностью непрерывного поддержания круговорота веществ. Таким образом, биоценоз – это организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в одних и тех же условиях.

Карл Мёбиус (1877) впервые использовал термин «Биоценоз» и выделил три наиболее характерные особенности:

1. Относительное соответствие между потребностями организмов, входящих в данное сообщество, и условиями их обитания на определенной площади.

2. Взаимную обусловленность отдельных сочленов данного сообщества.

3. Длительное существование сообщества.

В биоценозе можно условно выделить отдельные компоненты: фитоценоз – растительность, зооценоз – животный мир, микробоценоз – микроорганизмы. Участок абиотической среды, которую занимает биоценоз, называют биотопом.

Название природных биоценозов на суше определяется по относительно однородной растительности: биоценоз ельника-кисличника, биоценоз ковыльной степи и т.д. В водной среде различают биоценозы, соответствующие экологическим подразделениям водоемов: биоценозы прибрежных галечных, песчаных или илистых грунтов, абиссальных, пелагических глубин и т.д. По отношению к мелким сообществам применяются разнообразные термины: микросообщества, биоценотические группировки и т.д.

В условиях деятельности человека природные биоценозы преобразуются и на смену им приходят посадки и посевы культурных растений. В результате этого формируются особые биоценозы – агроценозы, количество которых на Земле постоянно увеличивается. Агроценозами называют не только сельскохозяйственные поля, но и полезащитные полосы, пастбища, искусственно возобновляемые леса, пруды и водохранилища, осушенные болота. Агробиоценозы по своей структуре характеризуются незначительным количеством видов, но высокой их численностью.

В структуре и энергетике естественных (природных) и искусственных биоценозов есть специфические черты, хотя резких различий между ними нет. В естественных биоценозах количественное соотношение особей разных видов регулируется специфическими механизмами, в то время как в агроценозах человек полностью взял на себя заботу об упорядочивании взаимоотношений между видами.

Все связи организмов в биоценозе (по классификации В.Н. Беклемишева) можно подразделить на 4 типа:

1. Трофические – возникают, когда один вид питается другим (живыми особями, мертвыми остатками, продуктами жизнедеятельности).

2. Топические – характеризуют изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого.

3. Форические – участие одного вида в распространении другого (зоохория, форезия).

4. Фабрические – использование для своих сооружений (фабрикации) продуктов выделения, мертвые остатки или живых особей другого вида.

На основе перечисленных связей возникают разнообразные биотические отношения, которые по классификации, предложенной Ю. Одумом, можно свести к следующим: нейтрализм, конкуренция, аменсализм, паразитизм, хищничество, комменсализм, мутуализм, протокооперация.

Биоценозу, как и любой надорганизменной системе свойственна определенная структура. В структуре биоценоза выделяют: видовую, пространственную, экологическую характеристики.

Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие его видов и соотношение их численности или массы. В биоценозах, где факторы среды далеко уклонятся от оптимального для жизни видов уровня или которые части подвергаются катастрофическим воздействиям, видовой состав невелик. И наоборот, где условия среды приближаются к оптимальным формируются сообщества с большим видовым разнообразием. Кроме условий обитания на видовой состав влияет длительность существования сообщества: в молодых биоценозах численность видов всегда меньше, чем в зрелых.

Виды организмов преобладающие по численности или массе называют доминирующими (доминантами), виды живущие за счет доминантов – называют предоминантами. Среди доминантов есть виды, которые своей жизнедеятельностью создают условия жизни для других видов биоценоза. Это так называемые эдификаторы, например ель – эдификатор в еловом лесу, а сосна – в сосновом. Чаще всего эдификаторами выступают растения, но в некоторых случаях ими могут быть и животные (например, роющая деятельность сурков определяет характер ландшафта и условия произрастания растений).

Для оценки роли отдельного вида в видовой структуре биоценоза используют разные показатели, основанные на количественном учёте: обилие вида – число особей на единицу площади или объёма; частота встречаемости – процентное отношение числа проб, где встречается вид, к общему числу проб; степень доминирования – отражающая отношение числа особей данного вида к общему числу всех особей сообщества.

Пространственная структура биоценоза определяется прежде всего сложением его растительной части. В ходе эволюции, приспосабливаясь к определенным абиотическим и биотическим условиям, живые организмы так распределились в биоценозе, что практически не мешают друг другу, т.е. их распределение носит ярусный характер. Растения каждого яруса и обусловленный ими микроклимат создают определенную среду для специфических животных. В результате возникают группировки растений и животных тесно связанных между собой.

Экологическая структура биоценоза слагается из определенных экологических групп организмов, которые выделяют по различным признакам (отношение к воде, температуре, типу питания и т.д.).

Экологическая структура биоценоза в комплексе с видовой и пространственной служат его макроскопической характеристикой, которая дает возможность определить свойства сообщества и его устойчивость во времени и пространстве, а также предвидеть последствия изменений, вызванных антропогенным влиянием.

Практические задания

Задание 1. Составьте сравнительную характеристику естественных и искусственных биоценозов. Укажите сходство и различия.

Задание 2. Дайте определение биотическим отношениям организмов в биоценозе, приведите примеры таких отношений. Оформите задание в виде таблицы.

Задание 3.Опишите структуру биоценоза соснового бора и озера. Укажите видовой состав, распределение организмов по ярусам, распределите их в экологические группы по различным критериям (отношение к свету, способ добычи пищи, местообитание).

Задание 4. Приведите примеры животных меняющих свою экологическую нишу в течение жизни. Дайте краткую характеристику этих ниш.

Задание 5. Изучить и зарисовать структуру биогеоценоза, укажите его основные компоненты.