властивості біогеоценозів

1. Біогеоценоз - цілісна самовідтворювана система. Абіотичні фактори регулюють існування і життєдіяльність популяцій. У той же час ці чинники перебувають під постійним впливом самих живих організмів. Потік енергії і речовини, що зв'язують живі організми з середовищем їхнього життя, забезпечують цілісність біогеоценозів. Кількість мінеральних елементів, що витягають із ґрунту корінням рослин, відповідає кількості, поверненого в грунтовий розчин редуцентамі, які розкладають накопичену в екосистемі біомасу. Якщо людина не втручається в природні екосистеми, то в них підтримується екологічну рівновагу (постійний видовий склад, рівень продуктивності, круговорот речовин).
2. Стійкість - властивість екосистеми витримувати зміни, створювані зовнішніми впливами. Наприклад: якщо кількість опадів знизилося на 50% в порівнянні з середньою кількістю за багато років, а кількість органічної речовини, створеного продуцентами, впало лише на 25%, чисельність травоїдних консументов - тільки на 10% (за рахунок здатності переносити несприятливі умови і високому потенціалу розмноження і заміни основного виду корму на другорядний), то можна сказати: ця екосистема стійка.
3. Саморегуляція - підтримка певної чисельності популяцій, за рахунок того, що одні види повністю не знищують інші види, а тільки обмежують чисельність. Масове розмноження видів в біогеоценозах регулюється прямими і зворотними зв'язками, що у харчових ланцюгах. Хороші погодні умови призводять до підвищення врожаю рослин, якими харчуються травоїдні (чисельність яких також зростає). Чим більше жертв, тим більше забезпечений їжею хижак і тим інтенсивніше він розмножується. Зростання кількості хижаків призводить до зниження чисельності жертв (травоїдних). Зниження чисельності жертв веде до того, що розмноження хижака сповільнюється, і кількість хижака і жертви повертається до нормального - вихідного співвідношенню. Рослинна база поповнюється за рахунок розмноження і мінералізації рослинних і тваринних залишків. Кількість травоїдних знову збільшується, що в свою чергу, тягне за собою збільшення кількості хижаків. І знову чисельність травоїдних зменшується. Таке явище називається популяційні хвилі. Яке значення саморегуляції чисельності, ми розуміємо особливо добре, стикаючись з явищем, коли саморегуляція порушується. Це зазвичай відбувається в тих випадках, коли людина порушує сформовану структуру екосистем (приклад: кролики в Австралії).

Кожен вид живих істот в біогеоценозах займає деякий простір і споживає ті чи інші ресурси в певний час. Сукупність усіх факторів середовища, які необхідні для існування виду (місцепроживання, ресурси і ритм їх споживання в екосистемі), називають екологічною нішею.

Біогеоценоз не існує вічно. Рано чи пізно він змінюється іншим - екологічна сукцесія. Зміни відбуваються під впливом зміни середовища, викликане самими живими організмами (біотичні чинники), при зміні кліматичних умов в процесі еволюції життя на Землі (абіотичні фактори), під впливом господарської діяльності людини (антропогенні фактори).

Прикладом зміни екосистеми під впливом біотичних факторів, є заселення рослинністю скельних порід:

На перших етапах заселення - руйнування, часткове розчинення і зміна хімічних властивостей мінералів.

Перші поселенці: бактерії, сіні-зелені водорості, водорості, накипні лишайники. Синьо-зелені (в складі лишайників) є продуцентами - творцями органічної речовини. Багато синьо-зелені фіксують з повітря азот і збагачують ним середу. Лишайники виділяють органічні кислоти, які розчиняють скельну породу і сприяють накопиченню елементів мінерального живлення. Бактерії і гриби руйнують органічні в-ва, створені продуцентами.

Органічні в-ва минерализуются в повному обсязі. Поступово накопичується суміш з органічних і мінеральних сполук і рослинних залишків, збагачених азотом. Створюються умови для поселення мохів і рунистих лишайників. Процес накопичення органічних в-в і азоту прискорюється і формується тонка грунтова прошарок

Утворюється примітивне співтовариство, здатне існувати в несприятливих умовах (витримують посуху. Мороз і ін.). Повільно вони змінюють середовище свого існування і тим самим створюють умови для впровадження нових популяцій (трав'янисті рослини). Піонери-поселенці в цій боротьбі витісняються новими видами.

За травами поселяються чагарники. Які скріплюють корінням утворилася грунт.

Трав'янисто-чагарникові співтовариства змінюються лісовими, число видів в яких зростає.

Етап зрілого лісового співтовариства. Добре пристосованого до навколишніх умов і що володіє саморегуляцією.

Описана зміна екосистеми на ділянках, позбавлених грунтів, триває послідовно, тисячі років (первинна сукцесія). але може протікати швидко - заростання водойм, відновлення лісів після пожеж і ін. - грунт або донні відкладення не минулися (вторинні сукцесії).

Прикладом зміни екосистем під впливом абіотичних факторів може служити неодноразова зміна кліматичних умов на земній кулі: при потеплінні в екосистемах внаслідок природного відбору починали переважати більш теплолюбні види рослин, тварин і мікроорганізмів, при похолоданні - холодостійких. Періоди з малою кількістю опадів характеризувалися збільшенням чисельності організмів, стійких до нестачі вологи. Періоди з рясними атмосферними опадами приводили до розквіту організмів з підвищеними вимогами до змісту вологи.

Приклад зміни екосистем під впливом антропогенного чинника:

Зрошення Поволжя, вирубка лісів в басейні річки Волга.

Зменшення обсягу стоку Волги (з 1929 по 1957 рр)

Проміжні біогеоценози - біогеоценози в які людина вносить більш-менш істотні зміни (лісопарки, угіддя).

Сукупність усіх біогеоценозів (екосистем) Землі являє собою велику екологічну систему - біосферу. Біогеоценози є елементарною структурою біосфери. Поняття «біосфера» ввів в мову науки в 1875 році австр. геолог Е. Зюсс (біосфера - оболонка землі, населяє живими організмами). Але вчення про біосферу як глобальну систему живих організмів створив наш співвітчизник В.І. Вернадський (книга «Біосфера», 1926). В.І. Вернадський розглядав біосферу, як область життя основа якої - взаємодія живого і кісткової речовини.

Сучасна уявлення про біосферу - це своєрідна оболонка Землі, що містить усю сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, що знаходиться в безупинному обміні з цими організмами.

На землі розрізняють кілька геосфер:

Атмосфера - газоподібна оболонка Землі, що складається з суміші різних газів (азот-78%, кисень-21%, аргон-0.9%, діоксид вуглецю-0,03%), що тягнеться приблизно на 100 км. На висоті 25-45 км розташований озоновий шар. Трьохатомні молекули озону утворюються під впливом ультрафіолетового випромінювання з двохатомних молекул кисню. Озоновий шар захищає поверхню планети від короткохвильових ультрафіолетових променів, несприятливо впливають на живі організми. Нижній шар атмосфери - тропосфера, а верхній шар - стратосфера.

Гідросфера - водна оболонка Землі, що включає океани, моря, річки, озера, підземні води і льодовики. На 94% вона представлена ​​солоними водами океанів і морів. Три чверті прісної води недоступні організмам, так як законсервовані в льодовиках гір і полярних шапках. Світовий океан займає близько 70% всієї поверхні Землі, середня глибина - 3,8 км, але є западини до 11 км.

Літосфера - тверда оболонка Землі, потужність якої складає 50-200 км. Верхній шар літосфери (земна кора) - це осадові породи + граніт, а нижній шар літосфери - базальт.

Ці геосфери знаходяться в тісному взаємозв'язку один з одним і з біосферою, яка охоплює нижню частину атмосфери (до 20 км), верхню частину літосфери (6-7 км) і гідросфери (до 11 км). Товщина біосфери - близько 30 км - досить тонка плівка. Розподіл живих організмів в біосфері визначаються умовами, за межами яких їх існування стає неможливим (низькі температури, високий тиск, низька освітленість та ін). Таким чином, біосфера - частина геологічних оболонок Землі, заселена живими організмами. Більш того, розподіл живих організмів в самій біосфері нерівномірно, густі скупчення живих істот називають плівками життя.

В.І. Вернадський показав, що біосфера відрізняється від інших сфер Землі тим, що в ній безперервно відбувається круговорот речовин, регульований діяльністю живих організмів. Так як біосфера отримує енергію ззовні - від Сонця, її називають відкритою системою.

Функції живої речовини. газова - поглинає і гази; окислювально-відновна - окисляє, наприклад, вуглеводи до вуглекислого газу та відновлює його вуглеводів; концентрационную - організми-концентратори накопичують у своїх тілах і скелети неорганічні речовини.

Відсталу речовину (за Вернадським) - це сукупність тих речовин в біосфері, в утворенні яких живі організми не беруть участь.

У біосфері протікають біогеохімічні процеси за участю живих організмів. Біокосна речовина створюється і переробляється живими організмами (грунту, природні води).

Биогенное речовина створюється і переробляється життям, сукупностями живих організмів. Це джерело надзвичайно потужної потенційної енергії (кам'яне вугілля, бітуми, вапняки, нафта). Після утворення біогенного речовини живі організми в ньому малоймовірні.

У біосфері, як і в кожній екосистемі, постійно здійснюється кругообіг вуглецю, азоту, водню, кисню, фосфору, сірки та інших хімічних елементів.

Людина елемент біосфери, а господарська діяльність людини - новий чинник в біосфері, який впливає на клімат планети, порушує озоновий шар, забруднює атмосферу, водні системи, грунт, знищує ліси. З розвитком атомної енергетики виникли і нові проблеми, пов'язані з використанням «мирного» атома.

На сьогоднішній день головне завдання, яке стоїть перед людством - це раціональне використання природних ресурсів і охорона природи.

Для охорони рідкісних видів і рослин створюються охоронювані території:

Заповідники - особливо охороною природна територія, на якій повністю заборонена будь-яка господарська діяльність людини. Заповідники бувають комплексні або спеціального призначення.

Заказники - створюються для збереження і обмеженого використання природних ресурсів (частковий режим охорона).

Національні (природні) парки - ділянки території, виділені для збереження природи в оздоровчих і естетичних цілях, а також в інтересах науки, культури і освіти.

Пам'ятки природи - це окремі природні об'єкти (водоспади, вікові дерева, печери і ін.), Що мають наукове, історичне та культурно-естетичне значення. Вперше термін «пам'ятник природи» ввів А. Гумбольд.

Поступовий розвиток живої речовини в межах біосфери Землі приводить до зміни якісного стану самої біосфери, до її переходу в ноосферу. Під ноосферою розуміють сферу взаємодії природи і суспільства, в якому розумна діяльність людей стає головним, визначальним фактором розвитку. Назва ноосфера походить від грецького «ноос» - розум і позначає таким чином сферу розуму. Вперше це поняття ввів Е. Леруа в 1927 році (під враженням лекцій В. І. Вернадського в Сорбонні).

За Вернадським, ноосфера - біосфера, перетворена працею людини і змінена науковою думкою. До виникнення ноосфери призвела головна лінія еволюції людської свідомості - колективна пам'ять і колективна свідомість.