Да празнуваме 

Хоризонтална структура на биоценозата. Биоценоза - примери. Естествени и изкуствени биоценози. Биоценоза - общи сведения и понятия

7.2.1. Видова структура на биоценозата

Има понятия за „видово богатство“ и „видово разнообразие“ на биоценозите. Видово богатство е обща съвкупност от общностни видове, която се изразява чрез списъци на представители на различни групи организми. Видово разнообразие е показател, който отразява не само качествения състав на биоценозата, но и количествените отношения на видовете.

Има бедни на видове и богати на видове биоценози. В полярни арктически пустини и северни тундри с екстремен недостиг на топлина, в безводни горещи пустини, в резервоари, силно замърсени от отпадъчни води - навсякъде, където един или няколко фактора на околната среда се отклоняват далеч от средното оптимално ниво за живот, общностите са силно обеднели, тъй като малко видове могат да се адаптират до такива екстремни условия. Видовият спектър също е малък в тези биоценози, които често са обект на някои катастрофални въздействия, например ежегодно наводнение поради речни наводнения или редовно унищожаване на растителна покривка по време на оран, използване на хербициди и други антропогенни интервенции. Обратно, навсякъде, където абиотичните условия се доближават до средния оптимум за живот, възникват изключително богати на видове общности. Примери за тях включват тропически гори, коралови рифове с техните разнообразни популации, речни долини в сухи райони и др.

Видовият състав на биоценозите, освен това, зависи от продължителността на тяхното съществуване и историята на всяка биоценоза. Младите, току-що възникващи общности обикновено включват по-малък набор от видове, отколкото отдавна установените, зрели. Създадените от човека биоценози (поля, градини, овощни градини) също са по-бедни на видове от подобни природни системи (гори, степи, ливади). Човекът поддържа монотонността и видовата бедност на агроценозите със специална сложна система от агротехнически мерки - помнете само борбата с плевелите и вредителите по растенията.

Но дори и най-обеднените биоценози включват поне стотици видове организми, принадлежащи към различни систематични и екологични групи. Агроценозата на житното поле, в допълнение към пшеницата, включва, поне в минимални количества, различни плевели, насекоми вредители по пшеница и хищници, които се хранят с фитофаги, мишевидни гризачи, безгръбначни - обитатели на почвата и земния слой, микроскопични организми от ризосферата, патогенни гъби и много други.

Почти всички сухоземни и повечето водни биоценози включват микроорганизми, растения и животни. Въпреки това, при някои условия се образуват биоценози, в които няма растения (например в пещери или резервоари под светлинната зона), а в изключителни случаи се състоят само от микроорганизми (например в анаеробна среда на дъното на резервоари, в гниеща утайка, сероводородни извори и др.).

Доста трудно е да се изчисли общият брой на видовете в една биоценоза поради методологични трудности при записването на микроскопични организми и липсата на развитие на таксономията за много групи. Ясно е обаче, че богатите на видове природни общности включват хиляди и дори десетки хиляди видове, обединени от сложна система от разнообразни взаимоотношения.

Сложността на видовия състав на съобществата до голяма степен зависи от разнородността на местообитанието. В такива местообитания, където могат да намерят условия за себе си видове с различни екологични изисквания, се формират по-богати на флора и фауна съобщества. Влиянието на разнообразието от условия върху видовото разнообразие се проявява например в т.нар граница,или ръб, край,ефект. Добре известно е, че по краищата растителността обикновено е буйна и по-богата, гнездят повече видове птици, срещат се повече видове насекоми, паяци и др., отколкото в дълбините на гората. Тук условията на осветеност, влажност и температура са по-разнообразни. Колкото по-силни са разликите между два съседни биотопа, толкова по-разнородни са условията на техните граници и толкова по-силен е граничният ефект. Богатството на видовете се увеличава значително в местата на контакт между горски и тревни, водни и сухоземни съобщества и др. Проявата на граничния ефект е характерна за флората и фауната на междинните зони между контрастиращите природни зони (лесотундра, лесостеп). В. В. Алехин (1882–1946) образно нарича изключителното видово богатство на флората на европейската лесостеп „Курска флористична аномалия“.

В допълнение към броя на видовете, включени в биоценозата, за характеризиране на видовата й структура е важно да се определи тяхното количествено съотношение. Ако сравним например две хипотетични групи, включващи 100 индивида от пет идентични вида, от биоценотична гледна точка те могат да се окажат неравностойни. Група, в която 96 от 100 индивида принадлежат към един вид и по един индивид принадлежи към четири други, изглежда много по-еднообразна от тази, в която всичките 5 вида са представени по равно - по 20 индивида.

Номерна дадена група организми в биоценозите силно зависи от техния размер. Колкото по-дребни са индивидите от един вид, толкова по-голям е броят им в биотопите. Така например в почвите изобилието на протозои възлиза на много десетки милиарди на квадратен метър, нематоди - няколко милиона, акари и опашки - десетки или стотици хиляди, земни червеи - десетки или стотици индивиди. Броят на ровещите гръбначни животни - мишевидни гризачи, къртици, земеровки вече не се изчислява на квадратни метри, а на хектари площ.

Измерениевидовете, които изграждат естествените биоценози, варират в гигантски мащаби. Например, китовете са 5 милиона пъти по-големи от бактериите по дължина и 3 × 10 20 по обем. Дори в рамките на отделни систематични групи такива разлики са много големи: ако сравните например гигантски дървета и малки треви в гората, малки земеровки и големи бозайници - лосове, кафява мечка и др. Различни по големина групи организми живеят в биоценози в различни пространствени мащаби и време. Например жизнените цикли на едноклетъчните организми могат да се появят в рамките на един час, докато жизнените цикли на големите растения и животни продължават десетки години. Жизненото пространство на насекомо като жлъчка може да бъде ограничено до затворена жлъчка на един лист на растение, докато по-големите насекоми - пчелите - събират нектар в радиус от километър или повече. Северните елени редовно мигрират на стотици и дори повече от хиляда километра. Някои мигриращи птици живеят и в двете полукълба на Земята, преодолявайки десетки хиляди километри годишно. От една страна, естествените биоценози представляват съжителството на различни по големина светове, а от друга – в тях се осъществяват най-тесни връзки именно между различни по размери организми.

Естествено, във всички биоценози числено преобладават най-малките форми - бактерии и други микроорганизми. Следователно, когато се сравняват видове с различни размери, показателят за доминиране в числеността не може да отразява характеристиките на общността. Изчислява се не за общността като цяло, а за отделни групи, в рамките на които разликата в размерите на отделните форми може да бъде пренебрегната. Такива групи могат да бъдат разграничени според различни характеристики: систематични (птици, насекоми, зърнени култури, сложноцветни), еколого-морфологични (дървета, треви) или директно според размера (микрофауна, мезофауна и макрофауна на почвите, микроорганизми като цяло и др.) . Сравнявайки общите характеристики на разнообразието, количествените съотношения на най-разпространените видове в рамките на различни размерни групи, изобилието от редки форми и други показатели, можете да получите задоволителна представа за спецификата на видовата структура на сравняваните биоценози.

Видовете от един и същи размерен клас, които са част от една и съща биоценоза, се различават значително по изобилие (фиг. 76). Някои от тях са редки, други са толкова често срещани, че определят облика на биоценозата, например перушина в степта на перушина или горски киселец в смърчово-кисела гора. Във всяко съобщество може да се разграничи група от основни видове, най-многобройни във всеки размерен клас, връзките между които по същество са определящи за функционирането на биоценозата като цяло.

Видовете, които преобладават по численост са доминанти общности. Например в нашите смърчови гори смърчът доминира сред дърветата, киселецът и други видове доминират в тревната покривка, царчето, червеноперката и чифликът доминират в популацията на птиците, обикновената полевка и червено-сивата полевка доминират сред мишевидните гризачи и т.н.

Доминантите доминират в общността и формират „видовото ядро“ на всяка биоценоза (фиг. 77). Доминиращите или масови видове определят външния му вид, поддържат основните връзки и оказват най-голямо влияние върху местообитанието. Обикновено типичните сухоземни биоценози се наричат ​​според доминиращите растителни видове: бор-боровинка, бреза-острица и др. Всяка от тях е доминирана от определени видове животни, гъби и микроорганизми.

Ориз. 76. Връзката между броя на видовете в общността и броя на индивидите на вид (по Ю. Одум, 1975): 1, 2 – различни видове общности


Ориз. 77. Видова структура на съобществото на пролетната опашка за 5 години (по N.A. Kuznetsova, A.B. Babenko, 1985).

Общото видово богатство е 72 вида. Доминанти: 1 – Isotoma notabilis; 2 – Folsomia fimetarioides; 3 – Sphaeridia pumilis; 4 – Isotomiella minor; 5 – Friesea mirabilis; 6 – Onychiurus absoloni; 7 – други видове

Въпреки това, не всички доминиращи видове имат еднакъв ефект върху биоценозата. Сред тях се открояват тези, които чрез своята жизнена дейност в най-голяма степен създават среда за цялата общност и без които следователно е невъзможно съществуването на повечето други видове. Такива видове се наричат градивни средства (буквален превод от латински - строители) (фиг. 78). Отстраняването на вид едификатор от биоценоза обикновено води до промяна във физическата среда, предимно микроклимата на биотопа.


Ориз. 78. Коралите Madrepore са основните едификатори на коралови рифове, определящи условията за живот на хиляди видове водни организми

Основните едификатори на земните биоценози са някои видове растения: в смърчови гори - смърч, в борови гори - бор, в степите - тревни треви (перена трева, власатка и др.). Въпреки това, в някои случаи животните също могат да бъдат едификатори. Например, на територии, заети от колонии на мармоти, тяхната копаеща дейност определя главно естеството на ландшафта, микроклимата и условията на отглеждане на растенията. В моретата типични едификатори сред животните са рифообразуващите коралови полипи.

В допълнение към относително малък брой доминиращи видове, биоценозата обикновено включва много малки и дори редки форми. Най-често срещаното разпределение на видовете според тяхното изобилие се характеризира с кривата на Раункиер (фиг. 79). Рязко покачване в лявата част на кривата показва преобладаването на малки и редки видове в общността, а леко покачване в дясната част показва наличието на определена група доминанти, „видовото ядро“ на общността.

Ориз. 79. Съотношението на броя на видовете с различна поява в биоценозите и кривата на Raunkier (според P. Greig-Smith, 1967)

Редките и дребните видове също са много важни за живота на биоценозата. Те създават неговото видово богатство, увеличават разнообразието от биоценотични връзки и служат като резерв за попълване и подмяна на доминанти, т.е. придават стабилност на биоценозата и осигуряват надеждността на нейното функциониране при различни условия. Колкото по-голям е резервът от такива „второстепенни“ видове в общността, толкова по-голяма е вероятността сред тях да има такива, които могат да играят ролята на доминиращи в случай на промени в околната среда.

Съществува известна връзка между броя на доминиращите видове и общото видово богатство на съобществото. С намаляването на броя на видовете изобилието на отделните форми обикновено рязко нараства. В такива бедни общности биоценотичните връзки са отслабени и някои от най-конкурентните видове са в състояние да се възпроизвеждат безпрепятствено.

Колкото по-специфични са условията на околната среда, толкова по-беден е видовият състав на общността и толкова по-голям може да бъде броят на отделните видове. Този модел се нарича Правилата на А. Тинеман, кръстен на немски учен, който изучава особеностите на видовата структура на общностите през 30-те години на миналия век. В бедните на видове биоценози броят на отделните видове може да бъде изключително голям. Достатъчно е да си припомним огнища на масово размножаване на леминги в тундрата или насекоми вредители в агроценози (фиг. 80). Подобен модел може да се наблюдава в общности с много различни размери. В купчини пресен конски тор например има почти анаеробна среда, много амоняк и други токсични газове, висока температура поради активността на микроорганизмите, т.е. създават се рязко специфични условия на живот, отклоняващи се от обичайната норма за различни животни. В такива купчини видовият състав на безгръбначните първоначално е изключително беден. Развиват се ларвите на плодовите мухи и се размножават няколко вида сапрофаги нематоди (семейство Rhabditidae) и хищни гамазидни акари (род Parasitus). Но всички тези видове са изключително многобройни, почти няма редки форми. В такива случаи кривата, описваща разпределението на видовете по тяхното изобилие, има силно изгладена лява част (както на фиг. 76). Такива общности са нестабилни и се характеризират с резки колебания в изобилието на отделните видове.


Ориз. 80. Структурата на доминиране в общността на насекомите на зърнените стъбла в полетата (според Н. И. Куликов, 1988). На оста x са видовете в низходящ ред на изобилие.

Постепенно, с разлагането на оборския тор и омекотяването на условията на околната среда, видовото разнообразие на безгръбначните се увеличава, докато относителният и абсолютният брой на масовите форми значително намалява.

В най-богатите биоценози почти всички видове са малочислени. В тропическите гори рядко се срещат няколко дървета от един и същи вид наблизо. В такива общности няма огнища на масово размножаване на отделни видове, биоценозите са силно стабилни. Крива, отразяваща видовата структура на този тип, би имала на фиг. 76 особено стръмна лява страна.

По този начин дори най-общият анализ на видовата структура може да предостави доста за цялостна характеристика на общността. Разнообразието на една биоценоза е тясно свързано с нейната стабилност. Човешката дейност значително намалява разнообразието в природните общности. Това налага да се предвидят последствията от него и да се вземат мерки за поддържане на природните системи.

Количествена характеристика на вида в биоценозата.За да се оцени ролята на отделен вид във видовата структура на биоценозата, се използват различни показатели, базирани на количествено отчитане. Видово изобилие - това е броят на индивидите от даден вид на единица площ или обем на заеманото пространство, например броят на малките ракообразни в 1 dm 3 вода в резервоар или броят на птиците, гнездящи в 1 km 2 степ площ и т.н. Понякога, за да се изчисли изобилието на даден вид, вместо броя на индивидите се използва стойността на тяхната обща маса. За растенията също се взема предвид проективното изобилие или площното покритие. Честота на поява характеризира равномерността или неравномерността на разпространението на видовете в биоценозата. Изчислява се като процент от броя на пробите или обектите за изследване, където се среща видът, към общия брой на тези проби или обекти. Изобилието и разпространението на вида не са пряко свързани. Един вид може да бъде многоброен, но рядко срещан или с малко изобилие, но доста често срещан. Степен на доминиране – показател, отразяващ отношението на броя на индивидите от даден вид към общия брой на всички индивиди от разглежданата група. Така например, ако от 200 птици, регистрирани на дадена територия, 80 са чинки, степента на доминиране на този вид сред популацията на птиците е 40%.

За да се оцени количественото съотношение на видовете в биоценозите в съвременната екологична литература, те често използват индекс на разнообразие, изчислено по формулата на Шанън:

з = – Σ P iдневник 2 P i,

където Σ е знакът на сумата, p i– дял на всеки вид в съобществото (по брой или маса), дневник 2pi– двоичен логаритъм p i.

Предишен

Всяка биоценоза може да бъде описана въз основа на съвкупността от видовете, които я образуват, които съставляват видовата структура на биоценозата. Някои биоценози са съставени предимно от животински видове, като например биоценозата на коралов риф. В други биоценози - горите - основната роля играят растенията: биоценозата на смърчовите, брезовите и дъбовите гори. Броят на видовете (видовото разнообразие) в различните биоценози е различен и зависи от географското им разположение. Установено е, че той намалява от тропиците към високите ширини, което се обяснява с влошаването на условията на живот на организмите.

Най-известният модел на промени във видовото разнообразие е намаляването му от тропиците към високите географски ширини. Освен това, това се отнася за всички групи сухоземни и водни организми, вариращи от двучерупчести, мравки и летящи насекоми до влечуги, птици и дървета.

Например в тропическите гори в Малайзия на 1 хектар гора можете да преброите до 200 вида дървесни видове. Биоценозата на борова гора в условията на Беларус може да включва максимум десет вида дървета на 1 хектар, а в северната част на района на тайгата има 2-5 вида на същата площ. Най-бедните биоценози по отношение на набора от видове са алпийските и арктическите пустини, най-богатите са тропическите гори. Вярно, има някои изключения. Пингвините и тюлените от полярните региони са най-разнообразни тук. В тропиците обаче има много повече такива групи животни, които не се срещат в по-високите географски ширини.

Най-простият показател за видовото разнообразие на една биоценоза е общият брой на видовете - видовото богатство. Ако някой вид растение (или животно) преобладава количествено в дадена общност (има по-голяма биомаса, продуктивност, численост или изобилие), тогава този вид се нарича доминантен , или доминиращ вид .

Във всяка биоценоза има доминиращи видове. В дъбова горичка мощните дъбове, използвайки по-голямата част от слънчевата енергия, увеличават най-голямата биомаса, засенчват почвата, отслабват движението на въздуха и създават много удобства за живота на други обитатели на гората.

Въпреки това, в допълнение към дъбовете, в дъбовата гора живеят голям брой други организми. Например живеещият тук земен червей постоянно подобрява физичните и химичните условия на почвата, като прекарва частици от мъртви растения и паднали листа през храносмилателната си система. Дъбът и червеят имат свой специален принос в живота на биоценозата, но въпреки факта, че ролята на червея е важна, ролята на дъба е решаваща, тъй като целият живот на дъбовата гора се определя от този дървесен вид и свързаните с него растения. Следователно дъбът е доминиращият вид в такава гора.

Видовете могат да бъдат разпределени различно в пространството в зависимост от техните нужди и условия на местообитание.

Това разпределение на видовете, които изграждат биоценозата в пространството, се нарича пространствена структура на биоценозата. Проблемът за определяне на пространствената структура на биоценозата се свежда най-общо до разделянето й на различни вътреценозни части и изясняване на тяхната същност, връзки и степен на тяхната зависимост една от друга и от условията на околната среда.

Различават се вертикална и хоризонтална структура на биоценозата.

Вертикална структура на биоценозатаобразувани от неговите отделни елементи, специални слоеве, наречени нива. Ниво- съвместно развиващи се групи растителни видове, които се различават по височина и разположение в биоценозата на асимилиращи органи (листа, стъбла, подземни органи - грудки, коренища, луковици и др.). По правило различните нива се формират от различни форми на живот (дървета, храсти, храсти, билки, мъхове). Наслояването е най-ясно изразено в горските биоценози. Така че първият слой тук обикновено се формира от високи дървета с високо монтирана зеленина, която е добре осветена от слънцето. Неизползваната светлина може да бъде погълната от по-малки дървета, които образуват втори слой под короната. Останалите около 10% от слънчевата радиация се улавят от подлесния слой. Това са различни храсти. Останалата светлина - от 1 до 5% се използва от растенията на тревната покривка (тревно-храстов слой). Приземният слой от мъхове и лишеи образува мъхово-лишайния слой. Така че, схематично, в горската биоценоза могат да бъдат разграничени 5 нива.

Наслояването е характерно и за подземните части на растенията. Такива нива се отличават с дълбочината на смукателните части на корените. Разпределението в подземната част на биоценозата допринася за по-продуктивното използване на водата и минералите в различните почвени хоризонти. Благодарение на това в една и съща зона могат да живеят голям брой растения. Подземните слоеве не винаги са лесни за идентифициране, тъй като по-голямата част от корените са в най-горния слой на почвата, на дълбочина до 20-30 сантиметра. Въпреки това, често е възможно да се разграничат 2-3 или дори повече подземни нива.

Подобно на разпределението на растителността по нива, в биоценозите различни видове животни също заемат определени нива.

В почвата живеят почвени червеи, микроорганизми и копаещи животни. Различни стоножки, земни бръмбари, акари и други малки животни живеят в листата и на повърхността на почвата. Птиците гнездят в горния покрив на гората и някои могат да се хранят и гнездят под горния слой, други в храстите, а трети близо до земята. Големите бозайници живеят в долните нива.

Нивата също са присъщи на биоценозите на океана и моретата. Различните видове планктон остават на различна дълбочина, в зависимост от осветлението. Освен това различните видове риби живеят на различни дълбочини, в зависимост от това къде намират храна.

Индивидите на живите организми са разпределени неравномерно в пространството. Обикновено те образуват групи от организми, което е адаптивен фактор в живота им. Такива групи от организми определят хоризонталната структура на биоценозата - хоризонталното разпределение на индивидите от видовете, които образуват различни видове шарки и петна на всеки вид.

Има много примери за такова разпределение. Това са многобройни стада от зебри, антилопи, слонове в саваната, колонии от корали на морското дъно, стада от морски риби, ята от мигриращи птици.

Същите примери могат да бъдат дадени за растения: гъсталаци от тръстика и водни растения, натрупвания на мъхове и лишеи върху почвата в горска биоценоза, петна от пирен или брусници в гората.

Наличието на хоризонтални елементи на биоценозата, мозайка, е много важно за живота на общността. Мозаицизмът дава възможност за по-пълноценно използване на различни видове микрообитания. Индивидите, образуващи групи, се характеризират с висока степен на оцеляване и използват хранителните ресурси най-ефективно.

Това води до увеличаване и видово разнообразие в биоценозата, допринася за нейната устойчивост и жизненост.

Елементарните единици на хоризонталната структура на растителните съобщества включват такива структурни единици като микроценоза и микрогрупа.

Микроценоза(от гръцки „микрос“ - малък и „койнос“ - общ) - най-малката структурна единица на хоризонталното разделение на общността, която включва всички нива. Почти всяка общност включва комплекс от микрообщности или микроценози.

Микрогрупа- Кондензация на индивиди от един или повече видове в рамките на един слой, вътреслойни мозаечни петна. Например в слоя мъх могат да се разграничат различни мъхови петна с доминиране на един или няколко вида. В билково-храстовия етаж се разграничават микрогрупи боровинкови, боровинково-оксалични, боровинково-сфагнови и др.

Наличието на мозайки е много важно за живота на общността. Мозаицизмът дава възможност за по-пълноценно използване на различни видове микрообитания. Индивидите, образуващи групи, се характеризират с висока степен на оцеляване и използват хранителните ресурси най-ефективно. Това води до увеличаване и видово разнообразие в биоценозата, допринасяйки за нейната стабилност и жизнеспособност.

В природата всички живи организми са в постоянна връзка помежду си. Как се нарича? Биоценозата е установена съвкупност от микроорганизми, гъби, растения и животни, която се е формирала исторически в относително хомогенно жизнено пространство. Освен това всички тези живи организми са свързани не само помежду си, но и с околната среда. Биоценозата може да съществува както на сушата, така и във водата.

Произход на термина

Понятието е използвано за първи път от известния немски ботаник и зоолог Карл Мьобиус през 1877 г. Той го използва, за да опише колекцията и взаимоотношенията на организми, обитаващи определена територия, която се нарича биотоп. Биоценозата е един от основните обекти на изследване в съвременната екология.

Същността на взаимоотношенията

Биоценозата е връзка, която е възникнала на базата на биогенния цикъл. Именно той го осигурява в конкретни условия. Каква е структурата на биоценозата? Тази динамична и саморегулираща се система се състои от следните взаимосвързани компоненти:

  • Производители (афтотрофи), които са производители на органични вещества от неорганични. Някои бактерии и растения в процеса на фотосинтеза преобразуват слънчевата енергия и синтезират органична материя, която се консумира от живите организми, наречени хетеротрофи (консументи, разлагащи). Производителите улавят въглероден диоксид от атмосферата, който се отделя от други организми, и произвеждат кислород.
  • Консуматори, които са основните консуматори на органични вещества. Тревопасните ядат растителна храна, която от своя страна се превръща в обяд за месоядните хищници. Благодарение на процеса на смилане, потребителите извършват първичното смилане на органичната материя. Това е началният етап от нейния колапс.
  • Декомпозитори, които разлагат напълно органичната материя. Те изхвърлят отпадъци и трупове на производители и потребители. Разложители са бактерии и гъбички. Резултатът от тяхната жизнена дейност са минерали, които отново се консумират от производителите.

Така е възможно да се проследят всички връзки в биоценозата.

Основни понятия

Всички членове на общността на живите организми обикновено се наричат ​​с определени термини, произлизащи от гръцки думи:

  • съвкупност от растения в определен район – фитоценоза;
  • всички видове животни, обитаващи една и съща територия - зооценоза;
  • всички микроорганизми, живеещи в биоценоза, са микробиоценоза;
  • гъбична общност - микоценоза.

Количествени показатели

Най-важните количествени показатели на биоценозите:

  • биомаса, която е общата маса на всички живи организми в конкретни природни условия;
  • биоразнообразие, което е общият брой видове в една биоценоза.

Биотоп и биоценоза

В научната литература често се използват термини като „биотоп” и „биоценоза”. Какво означават те и как се различават един от друг? Всъщност целият набор от живи организми, които са част от определена екологична система, обикновено се нарича биотична общност. Биоценозата има същото определение. Това е съвкупност от популации на живи организми, живеещи в определен географски район. Различава се от останалите по редица химични (почва, вода) и физични (слънчева радиация, надморска височина, размер на площта) показатели. Част от абиотичната среда, заета от биоценоза, се нарича биотоп. И двете понятия се използват за описание на съобщества от живи организми. С други думи, биотоп и биоценоза са практически едно и също нещо.

Структура

Има няколко вида структури на биоценозата. Всички те го характеризират по различни критерии. Те включват:

  • Пространствената структура на биоценозата, която е разделена на 2 вида: хоризонтална (мозайка) и вертикална (диференцирана). Той характеризира условията на живот на живите организми в конкретни природни условия.
  • Видовата структура на биоценозата, отговорна за определено разнообразие на биотопа. Той представлява съвкупността от всички популации, които са част от него.
  • Трофична структура на биоценозата.

Мозайка и на нива

Пространствената структура на биоценозата се определя от разположението на живите организми от различни видове един спрямо друг в хоризонтална и вертикална посока. Подреждането гарантира най-пълното използване на околната среда и равномерно разпределение на видовете по вертикала. Благодарение на това се постига максималната им производителност. И така, във всяка гора се разграничават следните нива:

  • земни (мъхове, лишеи);
  • тревиста;
  • храстовиден;
  • дървесни, включително дървета от първи и втори размер.

Съответното разположение на животните е насложено върху нивата. Благодарение на вертикалната структура на биоценозата, растенията използват пълноценно светлинния поток. И така, в горните нива растат светлолюбиви дървета, а в долните растат дървета, устойчиви на сянка. В почвата се разграничават и различни хоризонти в зависимост от степента на наситеност с корени.

Под въздействието на растителността горската биоценоза създава собствена микросреда. Има не само повишаване на температурата, но и промяна в газовия състав на въздуха. Такива трансформации на микросредата благоприятстват формирането и наслояването на фауната, включително насекоми, животни и птици.

Пространствената структура на биоценозата също е мозаечна. Този термин се отнася до хоризонталната променливост на флората и фауната. Площта на мозайката зависи от разнообразието на видовете и тяхното количествено съотношение. Също така се влияе от почвените и ландшафтни условия. Често хората създават изкуствена мозайка чрез изсичане на гори, пресушаване на блата и т.н. Поради това на тези територии се формират нови общности.

Мозаечният характер е присъщ на почти всички фитоценози. В техните граници се разграничават следните структурни единици:

  • Консорциуми, които са набор от видове, обединени от топични и трофични връзки и зависими от ядрото на тази група (централен член). Най-често основата му е растение, а компонентите му са микроорганизми, насекоми и животни.
  • Синузия, която е група видове във фитоценоза, принадлежащи към сходни жизнени форми.
  • Парцели, представляващи структурна част от хоризонталния участък на биоценозата, отличаваща се от другите й компоненти по своя състав и свойства.

Пространствена структура на общността

Ясен пример за разбиране на вертикалното наслояване в живите същества са насекомите. Сред тях са следните представители:

  • почвени обитатели - геобия;
  • обитатели на повърхностния слой на земята - херпетобия;
  • Bryobia живеещи в мъхове;
  • филобия, разположена в тревния насаждение;
  • аероби, живеещи на дървета и храсти.

Хоризонталното структуриране се причинява от редица различни причини:

  • абиогенна мозайка, която включва фактори от неживата природа, като органични и неорганични вещества, климат;
  • фитогенни, свързани с растежа на растителните организми;
  • еолофитогенен, който представлява мозайка от абиотични и фитогенни фактори;
  • биогенни, свързани предимно с животни, които могат да копаят земята.

Видова структура на биоценозата

Броят на видовете в биотоп пряко зависи от стабилността на климата, продължителността на съществуване и продуктивността на биоценозата. Така например в тропическа гора такава структура ще бъде много по-широка, отколкото в пустиня. Всички биотопи се различават един от друг по броя на видовете, които ги обитават. Най-многобройните биогеоценози се наричат ​​доминиращи. В някои от тях е просто невъзможно да се определи точният брой на живите същества. Обикновено учените определят броя на различните видове, концентрирани в определена област. Този показател характеризира видовото богатство на биотопа.

Тази структура позволява да се определи качественият състав на биоценозата. При сравняване на територии с еднаква площ се определя видовото богатство на биотопа. В науката съществува така нареченият принцип на Гаузе (конкурентно изключване). В съответствие с него се смята, че ако 2 вида подобни живи организми съществуват заедно в хомогенна среда, то при постоянни условия единият от тях постепенно ще измести другия. В същото време те имат конкурентни отношения.

Видовата структура на биоценозата включва 2 понятия: „богатство” и „разнообразие”. Те са малко по-различни един от друг. По този начин видовото богатство представлява общия набор от видове, живеещи в дадена общност. Изразява се чрез списък на всички представители на различни групи живи организми. Видовото разнообразие е показател, който характеризира не само състава на биоценозата, но и количествените отношения между нейните представители.

Учените разграничават бедни и богати биотопи. Тези видове биоценози се различават по броя на представителите на общността. Важна роля за това играе възрастта на биотопа. По този начин младите общности, които започнаха да се формират сравнително наскоро, включват малък набор от видове. Всяка година броят на живите същества в него може да се увеличи. Най-бедни са създадените от човека биотопи (зеленчукови градини, овощни градини, ниви).

Трофична структура

Взаимодействието на различни организми, които имат свое специфично място в кръговрата на биологичните вещества, се нарича трофична структура на биоценозата. Състои се от следните компоненти:

Характеристики на биоценозите

Популациите и биоценозите са обект на внимателно проучване. По този начин учените са установили, че повечето водни и почти всички сухоземни биотопи съдържат микроорганизми, растения и животни. Те установяват следната особеност: колкото по-големи са разликите в две съседни биоценози, толкова по-разнородни са условията на техните граници. Установено е също, че числеността на определена група организми в биотоп до голяма степен зависи от техния размер. С други думи, колкото по-малък е индивидът, толкова по-голям е броят на този вид. Установено е също, че групи от живи същества с различни размери живеят в биотопа в различни мащаби на времето и пространството. Така жизненият цикъл на някои едноклетъчни организми протича в рамките на един час, а този на голямо животно в рамките на десетилетия.

Брой видове

Във всеки биотоп се идентифицира група от основни видове, най-многобройни във всеки размерен клас. Именно връзките между тях са определящи за нормалното функциониране на биоценозата. Тези видове, които преобладават по численост и продуктивност, се считат за доминиращи в дадена общност. Те го доминират и са ядрото на този биотоп. Пример за това е синята трева, която заема максималната площ в пасището. Тя е основният продуцент на тази общност. В най-богатите биоценози всички видове живи организми почти винаги са малко на брой. Така дори в тропиците рядко се срещат няколко еднакви дървета в една малка област. Тъй като такива биотопи се отличават с висока стабилност, в тях рядко се появяват огнища на масово размножаване на някои представители на флората или фауната.

Всички видове на общността съставляват нейното биоразнообразие. Биотопът има определени принципи. Като правило включва няколко основни вида, характеризиращи се с висока численост, и голям брой редки видове, характеризиращи се с малък брой представители. Това биоразнообразие е в основата на равновесното състояние на дадена екосистема и нейната устойчивост. Благодарение на него в биотопа възниква затворен цикъл на хранителни вещества (хранителни вещества).

Изкуствени биоценози

Биотопите се образуват не само естествено. В живота си хората отдавна са се научили да създават общности със свойства, които са полезни за нас. Примери за биоценоза, създадена от човека:

  • изкуствени канали, резервоари, езера;
  • пасища и ниви за земеделски култури;
  • пресушени блата;
  • възобновяеми градини, паркове и горички;
  • полезащитни горски насаждения.

Всеки знае, че на определено парче земя или водно тяло живеят заедно определен брой организми, растения и животни. Тяхната съвкупност, както и връзката и взаимодействието помежду им и с други абиотични фактори, обикновено се нарича биоценоза. Тази дума е образувана от сливането на две латински думи "bios" - живот и "cenosis" - общо. Всяка биологична общност се състои от такива компоненти на биоцеозата като:

  • — зооценоза;
  • - фитоценоза;
  • микроорганизми - микробиоценоза.

Трябва да се отбележи, че фитоценозата е доминиращият компонент, който определя зооценозата и микробиоценозата.

Произходът на понятието биоценоза

В края на 19 век немският учен Карл Мобиус изследва местообитанията на стридите в Северно море. По време на изследването той установи, че тези организми могат да съществуват само при определени условия, които включват дълбочина, скорост на течението, съдържание на сол и температура на водата. Освен това той отбеляза, че строго определени видове морски обитатели живеят заедно със стридите. Така през 1877 г., с публикуването на неговата книга „Стриди и отглеждане на стриди“, терминът и концепцията за биоценоза се появяват в научната общност.

Класификация на биоценозите

Днес има редица характеристики, според които биоценозата се класифицира. Ако говорим за систематизация въз основа на размери, тогава ще бъде:

  • макробиоценоза, която изучава планини, морета и океани;
  • мезобиоценоза - гори, блата, ливади;
  • микробиоценоза - отделно цвете, лист или пънче.

Биоценозите също могат да бъдат класифицирани в зависимост от тяхното местообитание. Тогава ще бъдат разграничени следните видове:

  • морски;
  • сладководни;
  • земята.

Най-простата систематизация на биологичните общности е тяхното разделяне на естествени и изкуствени биоценози. Първите включват първични, образувани без човешко влияние, както и вторични, които са повлияни от природни стихии. Втората група включва тези, които са претърпели промени поради антропогенни фактори. Нека разгледаме по-отблизо техните характеристики.

Естествени биоценози

Естествените биоценози са сдружения на живи същества, създадени от самата природа. Такива общности са исторически установени системи, които се създават, развиват и функционират според свои специални закони. Германският учен В. Тишлер очертава следните характеристики на такива образувания:

  • Биоценозите възникват от готови елементи, които могат да бъдат както представители на отделни видове, така и цели комплекси;
  • части от общността могат да бъдат заменени с други. Така един вид може да бъде заменен с друг, без негативни последици за цялата система;
  • като се вземе предвид фактът, че в една биоценоза интересите на различните видове са противоположни, тогава цялата надорганична система се основава и поддържа благодарение на действието на противодействието;
  • всяка природна общност се изгражда чрез количествено регулиране на един вид от друг;
  • размерите на всякакви надорганизмови системи зависят от външни фактори.

Изкуствени биологични системи

Изкуствените биоценози се формират, поддържат и регулират от човека. Професор Б.Г. Йохансен въвежда в екологията определението за антропоценоза, тоест естествена система, съзнателно създадена от човека. Това може да бъде парк, площад, аквариум, терариум и др.

Сред създадените от човека биоценози се разграничават агробиоценози - това са биосистеми, създадени за получаване на храна. Те включват:

  • резервоари;
  • канали;
  • езера;
  • пасища;
  • полета;
  • горски насаждения.

Характерна особеност е фактът, че не е в състояние да оцелее за дълъг период от време без човешка намеса.


Биоценозата е съвкупност от растения, животни, гъби и микроорганизми, които съвместно обитават дадена област от земната повърхност и се характеризират с определени взаимоотношения както помежду си, така и с набор от абиотични фактори. Компонентите на биоценозата са фитоценоза (съвкупност от растения), зооценоза (набор от животни), микоценоза (набор от гъби) и микроценоза (набор от микроорганизми). Синоним на биоценоза е общността.

Област от земната повърхност (земя или водно тяло) с еднакъв тип абиотични условия (релеф, климат, почви, режим на влага и др.), Заета от една или друга биоценоза, се нарича биотоп (от гръцки топос - място). В пространствено отношение биотопът съответства на биоценозата. Биотопът, с който са свързани организмите, живеещи тук, и условията на тяхното съществуване, е обект на промени от биоценозата. Еднородността на климатичните условия на биоценозата се определя от климатопа, почвените и почвени условия от едафотопа, а влагосъдържанието от хидротопа.

По отношение на сухоземните животни терминът „станция“ се използва по-често като синоним на термина „местообитание“ - участък от пространство с набор от условия, необходими за местообитанието на даден животински вид, например станция на катерица, станция за кафяв заек и др.

Териториалната съвкупност от биотопи образува по-големи единици. Относително хомогенни биотопи се обединяват в биохори. По този начин биотопите на пясъчни, глинести, скалисти, каменисти и други пустини съставляват биохора на пустини, биотопите на иглолистни и широколистни гори представляват биохора на умерени гори. Биохора по своето съдържание е близка до естествената зона, идентифицирана от географите. Биохорите са обединени в жизненоважни области: суша, море и вътрешни води - най-големите части на биосферата с набор от абиотични фактори, уникални за тях. Биотопът и биоценозата са компоненти на екосистема - природен комплекс, образуван от живи организми (биоценоза) и тяхното местообитание (биотоп), които са свързани помежду си чрез метаболизъм и енергия. Една екосистема няма строга таксономична дефиниция и може да бъде обекти с различна сложност и размер - от хълм до континент, от малко водно тяло до Световния океан. В същото време екосистемата е основната функционална и структурна естествена система на биосферата, тъй като се състои от взаимозависими организми и абиотична среда, които поддържат живота във формата, в която съществува на Земята.

По време на теренни проучвания границите на биоценозата се установяват според фитоценоза, която има лесно разпознаваеми характеристики. Например, ливадно съобщество може лесно да се разграничи от горско съобщество, смърчови гори от борови гори, повдигнато блато от низинно. Фитоценозата е екологичната рамка на биоценозата, определяща нейния видов състав и структура. Представлявайки водещ структурен компонент на биоценозата, фитоценозата определя видовия състав на зооценозата и микробиоценозата. Те могат да изпълняват функциите си за оздравяване на променената среда само под защитата на фитоценозата. Следователно без създаване на екологична рамка не може да се говори за опазване и рационално използване на земните ресурси в земеделските райони. Вятърната ерозия, замърсяването на подземните води с пестициди и нитрати и намаляването на животинските популации до точката на пълно изчезване могат да бъдат значително намалени с тази рамка.

Видов състав на биоценозата

Всяка биоценоза е система, която включва множество екологично и биологично различни видове, възникнали в резултат на селекция и способни да съществуват заедно в специфични природни условия. Тази система има свой видов състав и структура, характеризира се с дневна, сезонна и дългосрочна динамика и взаимоотношения на организмите помежду си и с биотопа.

Видовият състав на биоценозата е систематична съвкупност от видове растения, животни, гъби и микроорганизми, характерни за дадена биоценоза. Видовият състав на фитоценозата е повече или по-малко постоянен в сравнение с зооценозата, тъй като животните се движат. Отчитането на гъбичките и микроорганизмите е трудно поради прекомерното изобилие на видовете или техния микроскопичен размер. Най-голямо видово разнообразие има в биоценозите на тропическите гори, а най-малко в полярните ледени пустини.

Броят на видовете от една биоценоза на единица площ се нарича нейната видова наситеност. Различните систематични групи организми в една и съща биоценоза рязко се различават по видово богатство. Сред сухоземните биоценози цъфтящите растения са богати в това отношение, видовото богатство на гъби и насекоми е малко по-малко, а птиците, бозайниците и други представители на фауната са още по-малко. В тундрата мъховете и лишеите имат най-голямо видово разнообразие. Колкото по-голяма територия заема биоценозата и колкото по-благоприятни са условията на околната среда, толкова по-голям е видовият състав. При голям видов състав говорим за флористично и фаунистично богатство.

Видовете, които преобладават в биоценозата, се наричат ​​доминанти. Има постоянни и временни доминанти. Последните доминират само през кратък вегетационен период, като се заменят с други, също временни доминанти. Те включват пролетни ефемерни растения: благороден черен дроб, анемона от дъбово дърво в европейските умерени гори и лалета в южните степи.

В многослойната горска фитоценоза доминантите присъстват във всички нива. Например в борово-хвойново-боровинова гора това са бор (дървесен слой), хвойна (храстов слой) и боровинка (жива почвена покривка). Освен това доминантите на горния слой имат по-голямо екологично значение от долните. Етапът може да съдържа друг вид, който е важен, но по-малко важен от доминанта - субдоминанта. Така в брезово-боровинова борова гора субдоминантът е бреза, ако тя, заедно с бор, образува дървесен слой. Вторичните видове (асектатори) са включени в различни нива. В биоценозата могат да се намерят и антропофитни растения, които са проникнали във фитоценозата в резултат на тяхното умишлено или случайно въвеждане от човека.

Трябва да се отбележи, че доминирането не винаги е свързано с изобилие и е относително понятие, особено в животинския свят. Доминант е вид, който преобладава над другите, въпреки че в дадена биоценоза може да има ниска численост, например в пустиня с изключително рядка тревна покривка.

Доминантите, които определят характера и структурата на биоценозата, се наричат ​​едификатори (строители). По принцип това са онези растения, които създават вътрешната биотична среда на общността: в борова гора - бор, дъбова горичка - дъб, степна трева - пера трева и др.

Структура на биоценозата

Биоценозата се характеризира с вертикална и хоризонтална структура. Вертикалната структура на биоценозата се отразява в нива - вертикалното разделение на общността от организми в доста ясно ограничени хоризонти на дейност. В първо приближение наслояването е свързано с местообитанието на организмите. По този начин можем да различим видове, които живеят във въздуха, хидросферата, литосферата, почвената среда и на границата на средите. В този случай разслояването е проява на вертикалното разделение на биосферата на нейните структурни сфери.

Вертикалната структура на биоценозата до голяма степен се определя от нивата на фитоценозата - набор от хоризонти на концентрация на най-активните растителни органи (фотосинтезиращи листа и коренови системи). Има надземни и подземни нива. Надземното наслояване е резултат от подбора на видове, способни да растат заедно, като се използват хоризонти на надземната среда с различен интензитет на светлина. Ясно е изразено в горите с умерен пояс, които като правило имат дървесно-храстови слоеве и жизнено почвено (тревно-храстово или лишейно, мъхово) покритие. Тази вертикална структура на горската фитоценоза осигурява по-пълно използване на лъчистата енергия на Слънцето и надземното пространство от растенията. В допълнение, гората се характеризира с извънетажна растителност (лиани, често срещани в тропическите гори и различни епифити).

Подземното наслояване на биоценозата отразява вертикалното разпределение на кореновите системи на растенията във фитоценозата. По този начин в степите има три подземни нива: горният с корените на едногодишни растения, грудки и луковици, средният с корените на зърнени култури (перена трева, власатка и др.) И дълбокият с коренови системи. на растенията. Наличието на подземни слоеве на фитоценозата осигурява най-продуктивното използване на почвената влага: в едно и също местообитание растат растения от различни хигроекологични групи - от ксерофити до хигрофити.

Напластяването на фитоценозата има голямо екологично значение. Това е резултат от дълъг и сложен процес на междувидова конкуренция и взаимно приспособяване на растенията едно към друго. Благодарение на него фитоценозата се формира от видове, които са много различни по своята екология и имат различни жизнени форми (дърво, храст, трева, мъх и др.).

Растенията във водна среда, например сладководни водоеми, се характеризират с подходящо наслояване, което отразява тяхната адаптивност конкретно към дадена среда със собствен светлинен и температурен режим.

Животните променят позицията си на нива през деня, годината и живота, като прекарват по-дълго време в един или друг ред, отколкото в други. Различните му безгръбначни обитатели са свързани с определени дълбочини на почвата, но не са строго ограничени до подземните слоеве.

Хоризонталната структура на биоценозата се отразява в синузии (от гр. synusia - живеещи заедно, общност) - пространствено и екологично обособени части от фитоценозата, състоящи се от растителни видове от една или повече екологично сходни жизнени форми.

Синузията може да бъде слоеста, епифитна (мъхове, лишеи и водорасли по стволовете на дърветата), вътрешнопочвена (микроорганизми) и др.; постоянни и временни в зависимост от ритмите на развитие. Те също се различават по броя на индивидите, принадлежащи към една и съща форма на живот (синузия на тръстика в тръстикови гъсталаци, червени боровинки или боровинки в борова гора), екологично еквивалентни (синузия на бор и смърч в иглолистна гора) или неравностойни (дървесен слой от смесена гора, тревна покривка) форми на живот.

Ако етапът е морфологично понятие, то синузията е екологично понятие. Може да съвпада с нивото и може да е само част от него. Разчленяването на дървесния слой в синузията може да се наблюдава, ако се издигнете високо над гората през есента: тъмният иглолистен смърч и светлите иглолистни борове се заменят с пожълтели брези, червеникави трепетлики и кафяви дъбове. В допълнение, синузиите отразяват мозайка от фактори на околната среда при формирането на растителното съобщество: борът е заемал сухи песъчливи почви, смърчът е заемал по-влажни песъчливи глинести и глинести почви, брезата и трепетликата са заели сечища, а дъбът е заемал най-плодородните почви.