2.4. Биогеоценоз
Структура биогеоценоза.
Биогеоценоз – наименьшая структурная единица биосферы. Этот термин был введен в 1942г. известным русским биологом-лесоведом В.Н. Сукачевым и происходит от трех корневых основ (греч.) «био» – жизнь, «гео» – земля, «ценоз» – сообщество.
Биогеоценозом называется внутренне однородная и пространственно ограниченная (обо-собленная) природная система вза имосвязанных живых организмов и окружающей их абиотической (неживой, косной) среды. Биогеоценоз состоит из двух сложных компонентов разной природы (рис.2): биоценоза и биотопа, что схематично можно представить в виде:
Б
ИОГЕОЦЕНОЗ
= БИОЦЕНОЗ + БИОТОП
Рис. 2 Обобщенная структурная схема
биогеоценоза
Биоценоз и биотоп.
Термин биоценоз был введен немецким биологом К. Мебиусом (1877) и означает сообщество живых организмов. В свою очередь биоценоз представляет собой сложную совокупность, состоящую из ряда компонентов живой природы, взаимообусловливающих существование друг друга:
фитоценоза – сообщества растительных организмов,
зооценоза – биокомплекса животных организмов (беспозвоночных и позвоночных), обитающих в почве и надпочечной среде,
микробиоценоза (или микробоценоза) – сообщества микроорганизмов (бактерий, грибковых и др), живущих в почве, в воздушной и водной средах.
Биотопом (или экотопом) называется относительно однородное по своим геоморфологичеким, климатическим, геохимическим и другим абиотическим свойствам пространство, занятое биоценозом. Биотоп представляет собой совокупность двух взаимодействующих между собой компонентов неживой природы:
атмосферы, содержащей атмосферную влагу и биогенные газы – кислород и углекислый газ – и характеризуемой такими свойствами, как температура, влажность, давление, солнечная радиация, осадки и др.,
почвенного покрова с подпочвенными слоями материковой породы и почвенно-грунтовыми водами.
Фотосинтез и круговорот веществ – основные факторы существования биосферы. Фотосинтез является единственным на Земле процессом, в котором зелеными растениями из бедных энергией неорганических веществ (углекислого газа, воды, минеральных солей) с помощью энергии Солнца в огромных масштабах создаются сложные, богатые энергией органические соединения. Эти соединения, способные к разнообразным химическим превращениям – основа жизни всех других организмов биосферы. Все виды живых существ, обитающие на Земле, используют, в конечном счете, одну и ту же форму энергии химических связей, называемой биохимической энергией, с образованием и потреблением которой связано любое проявление жизни на нашей планете.
Источник энергии для фотосинтеза – солнечное излучение. Главные инструменты фотосинтеза – живые организмы, которые под действием солнечной радиации преобразует минеральные вещества, углекислый газ и воду в органические вещества, чрезвычайно богатые биохимической энергией. Они называются автотрофами (самопитающиеся) и их совокупности в биогеоценозе образуют фитоценоз как составную часть биоценоза. Другие организмы, образующие зооценоз и микробоценоз в составе биоценоза (см. рис. 2) и нуждающиеся для нормального функционирования в биогеоценозе в готовых органических соединениях – это гетеротрофы, т. е. питающиеся другими организмами (большинство бактерий, грибы, животные).
Наряду с фотосинтезом другим важнейшим для существования жизни процессом является круговорот веществ, а круговорот веществ осуществляется благодаря наличию в биогеоценозе организмов – автотрофов, создающих органические вещества из неорганических, и организмов – гетеротрофов, которые используют эти органические вещества и превращают их в неорганические соединения, пополняя запас последних в биотопе. На рис.3 показана схема циклического движения вещества в биогеоценозе: от автотрофов к гетеротрофам (ОВ) и от гетеротрофов к автотрофам (МВ).
Рис. 3 Схема круговорота веществ в биогеоценозе
МВ – минеральные вещества; ОВ – органические вещества
Каждый природный биогеоценоз представляет собой сложную саморегулирующуюся систему, сформировавшуюся в результате многих тысяч и миллионов лет эволюции и обладающей способностью трансформировать вещество и энергию в соответствии со своей структурой и динамикой. Путем самоорганизации такая система способна противостоять как изменениям окружающей среды, так и резким изменениям в численности тех или иных организмов, входящих в состав биоценоза. Основу биогеоценоза составляют зеленые растения, которые, как известно, являются производителями органического вещества. А так как в биогеоценозе обязательно присутствуют растительноядные организмы (животные, микроорганизмы), потребляющие органическое вещество, то нетрудно догадаться, почему растения являются главным звеном в биогеоценозе: ясно, что если растения – главный источник органического вещества исчезнут, то и жизнь в биогеоценозе прекратится. Все перечисленные компоненты любого биогеоценоза тесно связаны между собой единством и однородностью участка территории (биотопа), круговоротом биогенных химических элементов, популяций автотрофных и гетеротрофных организмов. Поэтому можно говорить о биогеоценозе березовой рощи, луга и т.п., но нельзя называть биогеоценозом сообщество бактерий в капле росы на травинке.