Схема взаимодействий компонентов биогеоценоза («Звезда Сукачева»)

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Схема взаимодействий компонентов биогеоценоза («Звезда Сукачева»)

→ Поток вещества и энергии

микробо ценоз

фито ценоз

зоо ценоз

климатоп

эдафотоп

Фитоценоз является центральным компонентам биогеоценоза по 2 причинам:

1. Он определяет границы биогеоценоза.

2. Является главным аккумулятором энергии и вещества в биосфере Земли. Доказательство: фитомасса составляет 95-98% всей биомассы планеты Земля.

Свойства Фитоценоза:

1. Континуум – свойство растительных сообществ (фитоценозов) постепенно переходить друг в друга (сменять друг друга во времени и пространстве).

2. Фитоценоз является материальной системой.

3. Фитоценоз – динамичная система, которая изменяется во времени и пространстве.

4. Фитоценоз – сложная система, для которой характерна вертикальная и горизонтальная неоднородность.

5. Фитоценозу присуща эмергентность – степень несводимости свойств сложной системы (фитоценоза) к свойствам отдельных ее элементов (популяций видов растений, входящих в данный фитоценоз). У разных сообществ разный уровень эмергентности: у разомкнутых сообществ аридных зон (пустынь) она приближается к нулю, и сообщество можно рассматривать как простую сумму популяций; у сомкнутых фитоценозов с интенсивной интерференцией (конкуренцией) и дифференциацией ниш эмергентность повышается.

6. Фитоценозам присуще адекватное поведение (реакция), стратегия которого направлена на выживание, оптимальное размещение популяций видов растений во времени и пространстве с целью максимального использования ресурсов окружающей среды.

7. Фитоценозам присуща относительная устойчивость к неблагоприятным условиям среды, которая реализуется за счет выработки адекватных адаптаций популяций видов растений, слагающих конкретный фитоценоз.

3. Этапы становления и развития геоботаники как науки.Смена концепций (парадигм).

1. Предыстория (допарадигмальный период). В этот период геоботаника была частью ботанической географии, не имела своего понятийного аппарата, четко поставленных задач. Этот период уходит своими корнями в 16 век и продолжался вплоть до 1910 г., когда состоялся 3 Международный ботанический конгресс в г. Брюссель, где впервые было сформулировано определение основного синтаксона (единицы классификации) растительности – ассоциации.

2. История (период парадигмы дискретности растительности, организмизма) (1910-1960-е). Данная парадигма была названа так потому, что в ее основе лежала идея сходства между фитоценозом и организмом (фитоценоз как аналог организма). Растительные сообщества рассматривались как результат коэволюции, т.е. эволюции посредством взаимного приспособления видов, уподобляя виды взаимосвязанным частям организма. Фитоценозы представлялись с четкими естественными границами, и считалось, что все фитоценозы можно объективно пересчитать, т.е. создать естественную классификацию фитоценозов.

3. Современный этап (период парадигмы континуума) (с 1970-х до наших дней). Растительность, рассматривается как непрерывная мозаика популяций видов растений, связанных условиями среды – в этом и заключается парадигма континуума. Основное различие двух концепций в том, концепция дискретности постулировала возможность создания объективной естественной классификации фитоценозов, т.е. количество фитоценозов конечно, т.к. есть четкие границы между ними, а континуалисты считают, что возможно создать только искусственную, субъективную классификацию растительности, которая необходима для удобства работы с растительными сообществами, т.к. фитоценозы постепенно (континуально) переходят друг в друга (сменяют друг друга во времени и пространстве) и поэтому границы между ними условны и зависят от того, в каком масштабе мы разобьем континуум фитоценозов на условно однородные части (синтаксоны).

Понятие флора, растительность, растительный покров. Их взаимодействие и взаимообусловленность.

Флора – исторически сложившаяся совокупность видов растений произрастающих или произраставших в прошлые геологические эпохи на определенной территории или акватории.

Растительность – совокупность растительных сообществ (фитоценозов) произрастающих или произраставших на определенной территории или акватории.

Растительный покров – безранговая система растительного мира, которая включает в себя флору и растительность.

Флора Вид Популяция

Растительный покров Ценопопуляция

Растительность Ассоциация Фитоценоз

Т.о. фитоценоз - форма совместного существования растений на определенной территории или акватории. Со сложными формами биоценотических взаимоотношений, которые связывают между собой все компоненты фитоценоза (в широком смысле, биоценоза) в единую, развивающуюся в пространстве и во времени, саморегулирующуюся систему, все звенья которой воздействуют друг на друга и в значительной мере друг друга обусловливают.

Представление о консорции: структура и функции. Роль биотических факторов в формировании растительности.

Консорция – единица структуры биоценоза, основная ячейка трансформации энергии, которая состоит из автотрофного растения и видов гетеротрофов, которые связаны с растением трофически и/или топически.

Виды – консорты.

Центральный вид – автотрофное растение – детерминант.

Консорты связаны между собой общностью эволюции.

Структура консорции иллюстрирует пищевые сети (автор – Мазинг):

III

В реальности отделить одну консорцию от другой практически невозможно.

Консорты связаны с детерминантом:

1 – только трофически;

2 – трофически и топически;

3 – только топически – эпифиты, лианы, гнездящиеся птицы и т.д.

Количество консортов, как правило, большое. Консорция березы пушистой – 803 вида.

В природе нет «чистых» растений. Растения в природе – «квазиорганизмы» - конвасции. Практически у всех сосудистых растений есть микориза.

Контактные взаимоотношения между растениями. Типы, их характеристика.

Контактные, или прямые, взаимоотношения – непосредственное воздействие одного растения на другое. Различают:

а) со срастанием организмов – физиологическое воздействие друг на друга: паразиты, полупаразиты, симбиозы, срастание корневых систем;

б) без срастания организмов – механическое воздействие: лианы, охлестывание ветвями (между лиственными и хвойными растениями), эпифиты.

Эксперимент Г. Элленберга (1952). Аутэкологические и синэкологические ареалы и оптимумы растений. Примеры. Причины несовпадения аут- и синэкологических оптимумов вида растения.

Гейнс Элленберг в 1952 году поставил эксперимент, чтобы показать, как конкуренция влияет на амплитуду толерантности.

В три установки (градиент уровня грунтовых вод) посадил по одному виду семейства Мятликовых (райграс, костер, лисохвост). По отношению к уровню вод все выросли одинаково.

Назвал такие условия – аутэкологический оптимум – набор условий среды, в которых вид достигает максимального развития при отсутствии межвидовой конкуренции.

Аутэкологический ареал – потенциальные пределы распространения вида, которые определяются только по его амплитуде толерантности.

Затем посадил все виды вместе. Оптимумы разошлись.

Синэкологический оптимум – это тот набор условий среды, при которых вид достигает максимальной продуктивности в условиях конкуренции.

Синэкологический ареал – реальные пределы распространения вида в условиях межвидовой конкуренции.

Оптимумы не совпадают из-за:

- взаимодействия факторов;

- межвидовой конкуренции.

Пример: взаимодействие сосны обыкновенной и ели европейской:

Аутэкологический ареал и оптимум можно найти только в эксперименте.

Основные типы ценопопуляций по спектру возрастных состояний (по Работнову).

1) инвазионные – вид внедряется в фитоценоз, проходит отбор, существует в виде семян, диаспор, генеративных растений нет;

2) нормальные – все возрастные состояния есть;

3) регрессивные – сильно угнетены, преобладают старые генеративные, субсенильные и сенильные возрастные состояния.

Понятие о фитоценотипах. Их классификация и характеристика. Примеры.

Фитоценотипы – группа видов со сходной средообразующей ролью в фитоценозе:

1) эдификаторы – виды, которые контролируют экологический режим в фитоценозе; очень часто доминанты, но не всегда: факультативные доминанты не являются эдификаторами; зависит от:

- морфологии – строение кроны, характер ветвления, глубина залегания корневой системы;

- физико-химических свойств опада;

- плотности популяции.

Эдификаторы делятся на:

- облигатные (ель европейская);

- факультативные – виды, у которых средообразующая роль проявляется при совместном произрастании (сосна обыкновенная);

- соэдификаторы – виды, которые проявляют свои свойства в смешанных посадках (береза + осина).

В ярусных фитоценозах эдификаторы делятся на:

- настоящие – во всех ярусах;

- субэдификаторы – только в своем ярусе.

2) ассектаторы – виды, которые не создают особую среду, находятся под влиянием эдификаторов.

Характеристика типов стратегий растений (по Раменскому-Грайму). Пластичность стратегий жизни растений. Триангулярная схема первичных и переходных типов стратегий. Примеры.

Стратегия жизни растений – интегральная адаптативная реакция вида в фитоценозе во времени и пространстве. Стратегии отражают:

- способность популяции конкурировать с другими видами;

- способность вида выдерживать стресс;

- способность восстанавливаться после нарушения.

Характеристика типов стратегий растений (по Раменскому-Грайму):

1) виоленты (C) – наиболее конкурентоспособные виды, очень часто являются эдификаторами, не устойчивы к стрессам (ель, дуб, пихта);

2) патиенты (S) – как правило, подчиненных ярусов, которые постоянно или временно испытывают стресс (большинство кустарников, мхов, лишайников);

3) эксплеренты (R) – низко конкурентоспособные виды, которые за счет своей мобильности могут занимать богатые биотопы, причина – поселяются в нарушенных биотопах.

У большинства видов стратегии жизни могут изменяться на разных стадиях возрастных состояний (ель европейская: ювенильное состояние – патиент, взрослое состояние – виолент) или в разных экотопах (сосна обыкновенная: на суходоле – виолент, на верховых болотах – патиент).

Триангулярная схема первичных и переходных типов стратегий:

Методика описания и классификация растительности по доминантному принципу. Правила составление названий ассоциаций и формаций растительных сообществ по доминантному признаку. Примеры.