Структура биоценозов.

Экологическая ниша.

Образ жизни вида и его способ питания в экологии принято называть экологической нишей.

Экологическая ниша – это совокупность всех факторов среды, в пределах которой возможно существование вида в природе. Она включает химические, физические, физиологические и биотические факторы, необходимые организму для жизни, и определяется его приспособленностью, физиологическими реакциями и поведением. Иначе говоря, этот термин характеризует роль вида в функционировании экосистемы.

Для характеристики экологической ниши вида необходимо знать, чем он питается и кто его поедает, способен ли он к передвижению и как воздействует на другие элементы биоценоза.

Экологические ниши могут изменяться и перестраиваться в зависимости от периодов развития вида, сезона года и др. факторов.

С понятием экологической ниши тесно связано представление о насыщенных и ненасыщенных биоценозах. Первые являют собой экосистемы, в которых жизненные ресурсы на каждом этапе преобразования биомассы и энергии используются наиболее полно. Если же эти ресурсы утилизируются частично, биоценозы ненасыщенны. Ненасыщенные биоценозы обладают потенциальной способностью принять в свой состав новые виды, которые, заняв определённые экологические ниши, будут содействовать более полной утилизации жизненных ресурсов сообщества.

В Природе все биоценозы являются ненасыщенными, что ведёт к их постоянному развитию во времени и пространстве. Агроценозы могут стать насыщенными, что отрицательно скажется на их продуктивности.

 

Видовая структура:

Каждый биоценоз имеет строго определённый видовый состав в конкретный период развития. В любом биоценозе есть много видов с небольшим числом особей и мало видов с большим количеством организмов. При этом один или два вида дают до 90% биомассы биоценоза. Эти виды называются доминантными. Виды, живущие за счёт последних называются предоминантными. Например, в дубовом лесу дуб – доминант, а мышь – предоминант.

Виды, создающие условия для жизни других организмов, называются эдификаторами. Например, ель, создавая затенение и сохраняя при этом влагу, является эдификатором для тенелюбивых трав и насекомых. Все виды, слагающие биоценоз, связаны с доминантами и эдификаторами. Группы популяций, зависящие от доминантов и эдификаторов, называются консорциями.

Таким образом, можно сделать вывод: чем разнообразнее видовая структура биоценоза тем, гармоничнее он развивается.

Пространственная структура:

В ходе эволюции организмы биоценозов, приспосабливаясь к условиям среды, разместились ярусно, не мешая друг другу.

Ярусность - это вертикальное расслоение биоценоза на разновысокие структурные части. Наиболее чётко ярусность выражена в растительных сообществах (фитоценозах), способствует увеличению числа организмов на единицу площади территории земли.

Растения неравномерно распределяются в горизонтальной плоскости, создавая так называемые синузии (сгущения) и определяя мозаичный характер ландшафтов.

Как ярусы, так и синузии характеризуются определённым видовым составом и в совокупности влияют на развитие биоценоза.

Экологическая структура:

Экологическая структура биоценоза определяется совокупностью биологических групп организмов, выполняющих в сообществе в каждой экологической нише определённые функции. Эта характеристика биоценоза даёт возможность определить его свойства, выяснить устойчивость во времени и пространстве, а также предвидеть последствия изменений, вызванных влиянием антропических факторов.

Пограничный эффект:

На границе соседствующих биоценозов проявляется так называемый пограничный эффект,суть которого заключается в увеличении плотности животного населения в приграничной зоне. Причиной этого явления служат миграционные процессы, в результате которых животные, сталкиваясь с неспецифичными для них факторами среды, накапливаются в узкой приграничной полосе. Так, например, в агроценозах многие вредители сельскохозяйственных культур концентрируются преимущественно в краевой полосе, что необходимо учитывать при обработке растений пестицидами.

2.6.4.Энергетика экосистем:

Пищевые взаимоотношения организмов в биоценозе объединяют их в единый комплекс и создают прочные цепи питания, состоящие из трёх основных звеньев.

Первое звено образуют продуценты (производители) – зелёные растения, создающие первичную биологическую продукцию, в которой аккумулируется солнечная энергия.

Второе звено представлено консументами (потребители) – организмы, питающиеся растениями и животными.

Третье звено – редуценты (деструкторы) – организмы, разрушающие органические вещества останков растений и животных до простых неорганических соединений (грибы, микроорганизмы).

Все звенья цепи питания взаимосвязаны и взаимозависимы. Между ними от первого и до последнего происходит передача вещества и энергии, причём от звена к звену происходит потеря последней. В природе пищевые цепи биоценозов значительно сложнее рассмотренной выше схемы, т. к. многие организмы являются одновременно и продуцентами и консументами по отношению к другим.

Экологическая пирамида:

В любой цепи питания не вся пища используется для роста организма, т. е. для накопления биомассы. Часть пищи расходуется на удовлетворение энергетических затрат организма (дыхание, размножение, движение, поддержание определённой температуры тела). В результате осуществления вышеуказанных процессов биомасса одного звена не может быть передана последующему полностью. В каждом последующем звене происходит уменьшение биомассы. Это явление было изучено Элтоном и было названо пирамидой чисел или пирамидой Элтона. В современной экологии выделяют пирамиды: численности (особей); биомассы; энергии.

Основание любой из вышеуказанных пирамид образуют растения - продуценты, над ними возвышаются консументы различных порядков, а вершину пирамиды занимают наиболее крупные хищники.

Результаты приближённых расчётов по указанным выше пирамидам свидетельствуют о следующем: растения используют ~ 0,24 % всей падающей на территорию, где они произрастают, энергии солнца, из которой ~ 8 % тратится на биомассу животных, употребляющих эти растения в пищу.

Правило пирамид универсально и объективно отражает круговорот веществ и поток энергии в биоценозе.

Не ограниченное временем, и постоянное развитие и совершенствование жизни на Земле обусловлено круговоротом веществ – важнейшей функцией любого биоценоза. Биогенный круговорот веществ установился, благодаря появлению зелёных растений, осуществляющих фотосинтез. Так, например, кислород атмосферы оборачивается через живые организмы за 2000 лет, диоксид углерода за 300 лет, вода всей Земли – за 2·10⁶ лет. Осуществляется этот круговорот за счёт энергии Солнца. Как было отмечено выше, из всего потока падающей на землю энергии Солнца лишь ~ 0,24 % её улавливается зелёными растениями, обеспечивая весь биологический круговорот веществ в биосфере. Более половины этой энергии тут же расходуется на дыхание растений, а оставшаяся часть поступает в пищевые цепи. Энергия Солнца, утилизированная растениями, а через них животными, лишь частично используется для жизни последних, а остальная её часть, согласно второму закону термодинамики, превращается в теплоту и рассеивается в пространстве. Таким образом, часть утилизированной энергии уходит из биоценоза. Вещество растений, используемое консументами лишь на 1,5 … 2 % превращается во вторичную продукцию. Например, для получения одного килограмма говядины требуется примерно 70 … 90 кг свежей травы.

Биологическая продуктивность - это воспроизведение биомассы растениями, животными и микроорганизмами, входящими в состав биогеоценоза. Биологическая продуктивность представляет собой количество воспроизводимой биомассы на 1 м² площади (1 м³ объёма) в единицу времени и чаще всего выражается в граммах углерода или сухого органического вещества.