Біоценоз і його стійкість
§ 15. Біоценоз і його стійкість
Згадайте
Спільноти
яруси
рослинності
Біоценоз - складна природна система. Весь комплекс спільно живуть і пов'язаних один з одним видів називають біоценозом ( «біос» - життя, «ценос» -співтовариство).
Мал. 64. біоціноза ставка
У природі біоценози бувають різного масштабу. Це, наприклад, біоценоз моховий купини, що руйнується пня, луки, ставка, болота, ліси (рис. 64, 65). Існують рукотворні біоценози - акваріум, тераріум, теплиця, оранжерея. У всіх випадках ми виділяємо таке співтовариство організмів, в якому спільно живуть види виявляються пристосованими до певного комплексу абіотичних умов і підтримують своє існування через зв'язки один з одним. Більш дрібні біоценози є в природі частинами більших, як, наприклад, всі мешканці лісової галявини або стовбура дерева, що впало - частина загального біоценозу лісу, а прибережні і донні біоценози - частини загального річкового або озерного спільноти.
Біоценози - невипадкові зборів різних організмів. У подібних природних умовах і при близькому складі фауни і флори виникають подібні, закономірно повторювані біоценози. Ми з упевненістю можемо припускати, що в різних дібровах в смузі широколистяних лісів ми можемо зустріти також липу, клен, ліщину, серед трав - снить, Анемона дібровний і інші цілком певні види рослин, серед тварин - білку, кабана, желтогорлая миша, сініцу- лазоревка, мухоловка-форель, сойку, жолудевого довгоносика. У ялинових лісах - інший набір видів, при цьому частина з них може бути спільною з іншими спільнотами. а частина - зустрічається тільки в ялинниках.
Мал. 65. біоціноза діброви
Таким чином, вся жива природа складається не тільки з окремих організмів і видів, а й з різноманітних біоценозів, в які групуються представники різних видів. Біоценози, як і популяції. - це надорганізменних рівень організації життя.
Загальна кількість видів, здатних ужитися в одному біоценозі, в природі дуже велике. Найбагатші видами - тропічні ліси. Їх різноманітність до сих пір не описано досить повно. Приблизно вважають, що на площі в квадратний кілометр в тропічному лісі мешкає кілька сотень тисяч видів рослин і тварин, не рахуючи мікроорганізмів і грибів. Але і в тих природних співтовариствах, які формуються в досить суворих умовах, наприклад в тундрі або високогір'ях, разом живуть тисячі видів організмів.
Члени біоценозу пов'язані прямими або непрямими харчовими відносинами, створюють середовище проживання один для одного і взаємно обмежують чисельність. Види пристосувалися до спільного проживання в ході тривалої еволюції. В біоценозах йдуть процеси боротьби за існування і природного відбору.
Будь біоценоз - це складна природна система, яка підтримується за рахунок зв'язків між видами і має складну внутрішню структуру.
Видова структура біоценозу. Види, що входять в біоценоз, дуже нерівноцінні за чисельністю. Одні з них масові, інші нечисленні, треті - зовсім рідкісні. Найбільш масові види біоценозу називають домінантами або домінуючими видами. Наприклад, в ель- ніку-чорничник серед дерев постійно домінує ялина, серед наземних рослин - чорниця, зелені мохи, серед птахів - пеночка- теньковка, синиця-гаичка, з курячих птахів - рябчик, а серед мишоподібних гризунів переважає руда полівка.
Масові види становлять основне ядро біоценозу. Ряд видів досягає високої чисельності лише періодично, час від часу включаючись до складу масових. У ялинових лісах це зяблики, шишкар шишкар, лісові миші. Найбільш різноманітні в біоценозах рідкісні і нечисленні види.
Якщо побудувати графік, що відображає частку видів з різною чисельністю, то для більшості біоценозів в тій частині шкали, де представлені рідкісні види, крива різко йде вгору (рис. 66). Це означає, що в стійкому біоценозі рідкісних видів багато, а дуже численних - мало.
У тропічному лісі, наприклад, таке велике розмаїття дерев, що на площі в 1 км 2 іноді насилу можна знайти кілька дерев одного виду.
Яку ж роль відіграють в біоценозах масові нниє види? Види-домінанти визначають головні зв'язку в співтоваристві. Вони створюють його основну структуру і зовнішній вигляд.
К. Мебіус (1825 - 1908)
Частина масових видів - важливі средообразователем, сильно впливають на умови життя для інших. У ялинових лісах розподіл світла і опадів, мікроклімат, мозаїка ґрунтових про біоценозах умов - все визначається ялиною. Від стану ялинового деревостану залежить життя багатьох наземних рослин і тисяч видів тварин від білок і синиць до численних дрібних членистоногих в лісовій підстилці.
Нечисленні види становлять хіба що резерв спільноти. В існуючій обстановці вони не можуть реалізувати свої можливості розмноження, але в умовах, що змінилися в стані включитися до складу домінантів або навіть зайняти їх місце. Серед безлічі нечисленних видів завжди знайдуться такі, для яких відхилення умов від середньої норми виявиться сприятливим.
Таким чином, біоценоз зберігає свою стійкість і не руйнується при різних погодних коливаннях і інших зовнішніх впливах, включаючи помірні антропогенні.
Співвідношення видів за чисельністю створює видову структуру біоценозу. Для кожного типу біоценозів вона цілком закономірна.
Розподіл видів в просторі. Для біоценозів характерно також закономірне розподіл видів в просторі. Основу цього розподілу формує рослинність. Рослини створюють в біоценозах ярусност', маючи в своєму розпорядженні один під одним листя у відповідності зі своєю формою росту і світлолюбний. У лісах помірного клімату може бути до 5-6 ярусів рослин.
Тварини також живуть в окремих ярусах рослинності, але в силу своєї рухливості різні види тварин можуть освоювати і відразу кілька ярусів. Білки, наприклад, будують гнізда і виводять бельчат на деревах, а збирати горіхи, гриби, ягоди можуть на землі.
Для видової різноманітності біоценозів важливо також, однорідно або мозаїчно розподілена рослинність на території. У лісах, де багато полян і галявин, видовий склад і рослин, і птахів, і комах набагато багатше, ніж в великих однотонних насадженнях. Це явище називається опушечной ефектом і часто використовується при створенні парків та інших штучних лісових насаджень, де хочуть відновити видове різноманіття.
Екологічна ніша виду. Як вже обговорювалося, види уживаються в одному біоценозі в тих випадках, коли вони розходяться по екологічним вимогам і послаблюють тим самим конкуренцію один з одним. Таким чином, кожен вид використовує ресурси по-своєму і має свої особливості зв'язків з іншими видами.
Положення, яке вид займає в складі біоценозу, називається його екологічної нішею. Екологічну нішу виду характеризують і кордони витривалості його по відношенню до різних факторів, і характер зв'язку з іншими видами, і спосіб життя, і розподіл в просторі.
Екологічні ніші спільно живуть видів можуть частково перекриватися, але повністю ніколи не збігаються, так як при цьому вступає в дію закон конкурентного виключення і один вид витісняє інший з даного біоценозу.
Стійкість біоценозів. Зміни, що виникають в біоценозах, по-різному пов'язані з їх стійкістю. Якщо, наприклад, один конкуруючий вид витіснить інший, істотних змін в біоценозі не відбудеться, особливо якщо цей вид не відноситься до числа масових. Відповідна екологічна ніша просто виявиться зайнятою іншим видом. Наприклад, соболь, що живе в хвойних лісах Сибіру, - багатоядний хижак, який живиться дрібними гризунами, птахами, горішками кедрової сосни, ягодами і комахами, добуваючи свою їжу як на землі, так і на деревах. Таку ж роль в північних європейських лісах грає лісова куниця. Тому, якщо замість куниць в лісі будуть жити соболі, лісовий біоценоз збереже всі свої основні риси.
Нечисленні види - найбільш вразлива частина біоценозу. Їх популяції часто знаходяться на межі виживання. Тому вони в першу чергу зникають з спільнот при антропогенних впливах, що погіршують умови існування біоценозу.
Втрати рідкісних і нечисленних видів також до певного часу не змінюють істотно основних біоценотичних зв'язків. Так, ялиновий ліс або діброва біля великого міста можуть довго зберігатися і навіть відновлюватися незважаючи на те, що через постійне відвідування людьми, витоптування, збирання плодів і квітів і т. П. З них зникають багато видів рослин, птахів, комах. Склад таких лісів бідніє, а стійкість слабшає поступово і непомітно. Ослаблений, збіднений лісової біоценоз може зруйнуватися раптово, за короткий термін через зовні, здавалося б, незначних причин. Наприклад, починає накопичуватися опад через нестачу або малої активності грунтових мешканців, дерева вичерпують запаси мінерального живлення, слабшають, піддаються нападу масових шкідників і гинуть.
Випадання зі складу біоценозу основних видів-средообразователем веде до руйнування всієї системи і зміні спільнот. Такі зміни в природі часто справляє людина, вирубуючи ліси, створюючи перевипасання худоби в степах і на луках або перевилов риб в водоймах.
Раптове руйнування перш сталих спільнот - властивість всіх складних систем, у яких поступово слабшають внутрішні зв'язки. Знання цих закономірностей важливо для створення штучних спільнот і підтримки природних біоценозів. При відновленні степів, лісів, посадці лісопарків прагнуть створити складну видову і просторову структуру спільнот, підбираючи доповнюють один одного і уживалися разом види, домагаються появи різноманітного кола нечисленних форм для стабілізації складається спільноти.
• Приклади та додаткова інформація
1. Назва «біоценоз» ввів в науку німецький вчений Карл Мебіус в 1877 р Вивчаючи, як збільшити продуктивність устричного господарства на мілинах Північного моря, він виявив, що устриці утворюють разом з іншими видами морських тварин тісні спільноти, які приурочені до певного грунту, солоності і температури води. У цих спільнотах відбувається боротьба за існування і регуляція чисельності видів, тому їх продуктивність має межі. Звідси випливав практичний висновок: «Якщо бажано збільшити число тварин і рослин проти того, що мається на природних співтовариствах, то слід захистити яйця і молодь від ворогів, дати їм необхідну їжу і достатній простір. Це має місце при штучному розведенні устриць, в рибальстві, в лісовому, польовому і садовому господарстві. У них ми маємо справу з штучними життєвими спільнотами, в яких важливим фактором є робота людської думки і робота рук ».
2. Ярусність існує не тільки в надземної, а й в підземній частині біоценозу. Коріння різних рослин проникають на різну глибину. Таким чином рослини частково уникають конкуренції, розділяючи ресурси. Грунтові тварини також освоюють різні підземні «поверхи». Серед дощових черв'яків, наприклад, одні риють вертикальні нори до метра глибиною і затягують туди перепревающей листі. Інші не проникають глибше 20- 30 см, харчуючись грунтовим перегноєм. Треті взагалі не зустрічаються в мінеральних шарах, а все життя проводять в шарі лісового опаду, переробляючи його на місці.
3. Склад і структура біоценозів відчувають регулярні циклічні зміни, пов'язані зі зміною пір року. Взимку багаторічні рослини переходять в стан глибокого спокою, а однорічні відмирають, залишаючи насіння. Холоднокровні тварини впадають в заціпеніння. Активні лише теплокровні - птахи та ссавці, але частина їх також впадає в сплячку або мігрує на південь. Від весни до осені також закономірно змінюється і рослинний покрив, проявляючи послідовність у цвітінні і плодоносінні різних видів, і діяльність тварин, і активність мікроорганізмів. На цю регулярну циклічність накладається мінливість погодних умов в різні роки. Холодні або гарячі, посушливі або дощові періоди відхиляють хід чисельності окремих видів, порушуючи правильну циклічність. Біоценози, таким чином, знаходяться в стані постійної мінливості. Їх стійкість заснована на регуляторних зв'язках, які підтримують приблизні співвідношення численностей основний видів.
4. В степах і пустелях серед ссавців можливі наступні групи видів з подібним способом життя: 1) постійні підземні мешканці, 2) види, що риють, що годуються на поверхні, 3) скачуть травоїдні, 4) швидко бігають травоїдні, 5) швидко бігають хижаки. Ці екологічні ніші ссавців у відкритих ландшафтах різних континентів займають різні види, що мають близьку життєву форму. Таким чином, подібні типи біоценозів можуть виникати на різної видової основі.
5. Для порівняння біоценозів використовують різні методи, наприклад розрахунки за формулою Жаккар:
де А- число видів даної групи в першому співтоваристві, В - у другому, а С - число видів, загальних для обох спільнот.
Біоценози порівнюють попарно, зіставляючи видовий склад по систематичних груп, наприклад списками квіткових рослин, мохів, лишайників, птахів, ссавців, комах і ін. Подібність виражається у відсотках. Так, якщо в кожному біоценозі по 10 видів даної групи і 5 з них зустрічається як в одному, так і іншому співтоваристві, то видове схожість складе 33%. а якщо загальних видів 8 - то 66%.
Питання.
1. Назвіть домінуючі і нечисленні види в пташиному населенні: 1) міських територій, 2) сільських селищ.
2. Чим відрізняються по набору видів рослин, птахів і ссавців біоценози природної діброви і міського парку?
3. Перелічіть групи організмів, з яких можна сформувати стійкий акваріумний біоценоз.
1. Порівняйте видовий склад птахів, що гніздяться на трьох ділянках приволзької степу. Використовуйте формулу Жаккар.
Ковиловий степ: степовий жайворонок, польовий жайворонок, малий жайворонок, кам'янка-танцюристка, кам'янка-плешанка, лунь степовий, Прилуки степової. Посіви з лісосмугами: степовий жайворонок, польовий жайворонок, малий жайворонок, Плиска жовта, рожевий шпак, перепел, лунь польовий. Посіви без лісосмуг жайворонок степовий, польовий жайворонок, малий жайворонок, кам'янка-танцюристка, чайка, лунь польовий.
На яких ділянках спільноти більш подібні між собою за складом розмножуються птахів?
2. Виберіть з наведеного нижче списку ссавців види, що займають подібні екологічні ніші в Евразиатско і австралійських степах: кенгуру, слепиш, тушканчик, сумчастий вовк, сайгак, сумчастий кріт, вовк, ховрашок, хом'як, цокор, вомбат Які по способу життя ссавці відсутні в австралійських степах?
• Теми для дискусій.
1. Конструюючи лісосмуги, парки, сади і т.п. людина підбирає тільки невелике число основних видів. У природних біоценозах видів у багато разів більше. Чи означає це, що ми не можемо створювати стійкі спільноти?
2. Чи можуть в даний час зберегтися біоценози, які не піддаються ніяким антропогенних впливів?
3. Як можна використовувати опушечной ефект при плануванні сільськогосподарських угідь?
4. При видаленні будь-якого виду з біоценозу інші займають його місце, підвищують чисельність і виконують його роль. Навіщо тоді дбати про збереження видового різноманіття співтовариств?
5. Чи існують в природі нестійкі співтовариства?
Матеріали по екології онлайн. завдання та відповіді по класам, плани конспектів уроків з екології скачати
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.