Предмет изучения биоценологии

  Как было показано ранее, биогеоценоз включает две составляющие: биотическую – сообщество растительных и животных организмов (биоценоз) и абиотичес­кую ­–­ совокупность неживых факторов среды (экотоп).

  Биоценоз - это совокупность представителей растительного (фито­ценоз), животного (зооценоз) мира и мира микроорганизмов (микробио­ценоз). Эко-топ включает две главные составляющие: климат во всех его многообразных проявлениях и геологическую среду, включая почвогрунты, или эдафотоп (от греч. эдафос – почва). Все компоненты экотопа и биоценоза тесно связаны между собой, проявляют сложное и многостороннее взаимовлияние.

  Биоценозы (как наземные, так и водные) не являются совершенно однородными структурами как в пространстве, так и во времени. На­земные биоценозы являются многоярусными, т. е. для них характерно вертикальное расслоение на разновысокие структурные части. Так, в лесу, соответственно размещению корней, стволов, крон деревьев мож­но выделить ряд ярусов: деревья первой величины, второй величины, подрост (молодняк), подлесок из кустарников, живой напочвенный покров (травянистые растения, мхи). Аналогичным образом можно рас­членить и луговые сообщества.

  Растения в пределах биогеоценоза (или синузии) могут расти группами и в то же время чередоваться с более или менее открытыми полянами. В подоб- ных слу­чаях говорят о парцелярности биогеоценоза.

  Парцелла – это структурная часть горизонтального расчленения биогео-ценоза, охватывающая всю его толщу и выделяемая по плотности населения отдельных видов растений и особенностям микросреды оби­тания.

  В пределах биогеоценоза (а также синузии и парцеллы) выделяют также консортивные группировки или консорции, состоящие из одной крупной особи (животного или растения), выступающей в качестве “ядра”. Так, совокупность всех организмов (птиц, насекомых, лишай­ников и др.), связанных с елью, может рассматриваться как консор­ция ели. В биогеоценозе могут быть так называемые эдификаторы, которые играют роль “образова-телей” сообщества, определяя режим температуры, влажности, освещен-ности, специфику почвенно-грунтовых условий.

 

Трофические цепи, уровни, сети и пирамиды

  Живые организмы, входящие в состав биоценоза, неодинаковы с точки зрения специфики ассимиляции ими вещества и энергии. Живот­ные, в отличие от растений и бактерий, не могут осуществлять реак­ции фотосинтеза и хемосинтеза, а вынуждены использовать солнечную энергию опосредованно – через органическое вещество, созданное фо­тосинтетиками. Таким образом, в биогеоценозе образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от од­них организмов к другим, или так называемая трофическая цепь (рис. 5.1.). Поскольку растения строят свой организм без посредников, их называют самопитающимися, или автотрофами. Так как, будучи автотро­фами, они создают первичное органическое вещество, продуцируя его из неорганического, их называют продуцентами. Организмы, которые не могут строить собственное вещество из минеральных компонентов, вынуждены использовать то, что создано автотрофами, поедая их. Они называются поэтому гетеротрофами, что означает “питаемый другими”, или консументами (от лат. консумо – потреблять).

 

 

Энергия

Солнца

 

CO2

                    

 

                           Фото–          

                       синтез

                                      Дыхание      Дыхание

                           

Вторичные консументы

Первичные консументы

Продуценты (автотрофы) отрофов)

                         Энергия                           Энергия

                             

 

 

 

 

 

 

                                                                                

                                                                                     

                                                                                                  Дыхание

 

Рис. 5.1. Трофическая цепь

 

Однако далеко не все организмы могут для удовлетворе­ния своих физиологических потребностей ограничиваться потреблением растительной пищи, строя белки своего тела непосредственно из бел­ков растений. Многим видам эволюция предопределила необходимость использования животных белков со специфичным набором аминокислот. Это – плотоядные животные. Они также являются консументами, но в отличие от растительноядных – консументами вторичными (или второго порядка). На этом трофическая цепь может не закончиться, и вторич­ный консумент может служить источником пищи для консумента треть­его порядка и т. д.

  Например, в дубовом лесу первичным образователем и накопите­лем вещества и энергии являются деревья дуба. Ими питаются расти­тельноядные насекомые, например гусеницы опасного вредителя из от­ряда бабочек – не-парного шелкопряда. Однако на гусеницу нападают дру­гие насекомые, откладывающие свои яйца в ее тело. Личинки таких насекомых-паразитов развиваются за счет питания тканями гусеницы. В свою очередь, эти паразиты могут поедаться другими насекомыми (вторичными паразитами). Таким образом, в экологической системе прослеживается четкая последовательность в развитии одних организ­мов за счет других, своего рода цепь, состоящая из различных звеньев. Но эта цепь в некоторых звеньях может видоизменяться, поскольку гусеницами могут питаться разные птицы. Цепи могут быть относительно простыми, короткими, например, “осина– заяц– лиса” и более сложными, например “трава–насекомые–лягушки–змеи– хищные пти­цы”. Разные трофические цепи связаны между собой общими звеньями в очень сложную систему, которая носит название трофической сети. Очевидно, что звенья, образующие трофическую сеть, неравнозначны, в первую очередь, с точки зрения занимаемого места. Поэтому в экологии принято говорить не просто о звеньях цепи, а об опреде­ленных трофических уровнях.

На первом уровне находятся зеленые растения – продуценты; следующий трофический уровень составляют растительноядные организмы; за ними следуют представители более высокого уровня – плотоядные организмы, которые, в свою очередь, служат источником питания для следующего уровня – плотоядных вто­рого порядка.

В процессе питания на всех трофических уровнях образуются от­ходы. Зеленые растения ежегодно частично или полностью сбрасывают листья. Значительная часть организмов по тем или иным причинам постоянно отмирает. В итоге, так или иначе, все созданное органичес­кое вещество должно замениться в результате минерализации органи­ки. Это происходит благодаря наличию в экосистеме особых трофичес­ких (детритных) цепей – цепей деструкторов, разрушителей. Эти деструкторы – пре­имущественно бактерии, грибы, простейшие, мелкие беспозвоночные – разлагают орга-нические остатки всех трофических уровней продуцен­тов и консументов до минеральных веществ. Разлагающиеся органичес­кие продукты жизнедея-тельности также служат пищей деструкторам. Эти организмы называются сапрофагами или биоредуцентами. Минеральные вещества, а также ди­оксид углерода, выделяющийся при дыхании сапрофагов, снова посту­пают в распоряжение продуцентов.

Трофическая цепь в биогеоценозе является одновременно энер­гетической цепью, т. е. последовательным упорядоченным потоком пе­редачи энергии Солнца от продуцентов ко всем остальным звеньям.

Консументы, питаясь органическим веществом продуцентов, получают от них энергию, частично идущую на построение собственного органического вещества и связывающуюся в молекулах соответствующих органических соединений, а частично расходуются на дыхание, тепло­отдачу, выполнение движений в процессе поиска пищи, ускользания от врагов и т. п.

Таким образом, в экосистеме происходит непрерывный обмен энергией между пищевыми уровнями, заключающийся в передаче ее от одного пищевого уровня к другому. В силу второго закона термодинамики этот процесс связан с рас­сеиванием энергии на каждом последующем звене, т. е. с ее потерями и возрастанием энтропии. Это рассеивание все время компенсируется поступлением энергии от Солнца.

В процессе жизнедеятельности сообщества создается и расходу­ется органическое вещество. Это значит, что каждая экологическая система обладает определенной продуктивностью. Продуктивность оце­нивают, соотнося массу вещества (продукцию) с некоторой единицей времени, т. е. рассматривая ее как скорость образования вещества (биомассы).

Продуктивность экологических систем и соотношение в них раз­личных трофических уровней принято выражать в форме трофических пирамид. Пер­вая пирамида была построена Ч. Элтоном и носит название пирамиды Элто-на, или пирамиды чисел. Пирамиды наглядно иллюстри­руют соотношение биомасс и эквивалентных им количеств энергии в каждом звене пищевой це-пи, используются в практических расчетах при обосновании, например, необ-ходимых площадей под сель­скохозяйственные культуры с тем, чтобы обеспе-чить кормами скот, а следовательно – потребность населения в животном белке.

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: