БИОТИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ ЛЕСА Биотические компоненты леса

БИОТИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ ЛЕСА

Биотические компоненты леса 1) древостой 2) подрост 3) подлесок 4) живой напочвенный покров 5) организмы: ü макрофауна – животные дикие и домашние, птицы, крупные насекомые, змеи, скорпионы и пр. ; ü мезофауна – земляные черви, моллюски, многоножки, различные насекомые; ü микрофауна – простейшие (амеба, инфузории и др. ), нематоды, клещи, примитивные бескрылые насекомые; ü микрофлора – грибы, микробы, актиномицеты, водоросли[1]. [1] Классификация организмов дана по Н. А. Луганскому, С. В. Залесову, В. А. Щавровскому (1996).

Роль древостоя в лесной • экосистеме • Основной компонент леса – древостой, который является эдификатором, доминантом и главным продуцентом лесной экосистемы. Он создает и контролирует внутреннюю среду леса, определяет световой и тепловой режимы, взаимоотношения между компонентами леса. • От состава и формы древостоя зависят состав и структура подлеска, живого напочвенного покрова, а также состав и обилие различных видов животных. Под густым пологом ели на богатых почвах с нормальным увлажнением отсутствуют второй ярус и подлесок, а в жердняке – и живой напочвенный покров. Древостой дает наибольшую массу органического вещества (95% и более).

ПОДЛЕСОК • Подлесок – кустарники, реже деревья, произрастающие под пологом леса и не способные образовать древостой или войти в состав древостоя в конкретных лесорастительных условиях.

Роль подлеска в жизни леса Положительная: • Улучшение почвы в хвойных и Отрицательная: твердолиственных лесах. • Иссушение почвы • Создание микроклимата в приземном слое воздуха в лесу. (желтая акация). • Защита почвы от испарения, охлаждения, эрозии. • Мешает • Препятствие развитию злаков, лесовозобновлению что способствует (желтая акация естественному лесовозобновлению. заглушает самосев • Нередко подлесок выполняет сосны, лавровишня роль «шубы» для древесных пород. мешает • Является источником корма, возобновлению бука в местом укрытия и гнездования Закавказье, лещина в для многих видов фауны. • Источник продовольствия и лесостепи заглушает лекарственного сырья для дуб, в таежной зоне – человека (малина, лещина, шиповник, крушина и др. ). ольха серая может • Препятствует распространению быть серьезным низовых пожаров в хвойном конкурентам сосне и лесу. ели).

Роль живого напочвенного покрова • Положительная: влияет на тепловой, водный • Отрицательное режим нижних слоев воздуха и влияние живого верхних слоев почвы, а также на освещенность; напочвенного • предохраняет почву от покрова заключается выщелачивания и засоления; в задернении • защищает почву от излишнего испарения, переувлажнения; вырубок, что • смягчает колебания затрудняет температуры; естественное • служит местом обитания множества мелких животных; лесовозобновление. • обеспечивает малый биологический круговорот; • побочное пользование (ягодные кустарники и кустарнички, лекарственные травы).

РАСТЕНИЯ-СПУТНИКИ: • дуба – печеночница, копытень, купена; • ели – майник двулистный, фиалка собачья, этажчатый мох; • сосны – мох Шребера.

Функциональная организация лесных БГЦ • Согласно Ю. Одуму (1975) с позиций трофических отношений (трофос питание), все компоненты и элементы в БГЦ могут быть объединены в две группы, обычно разведенные биологически в пространстве и во времени. Такие группы именуются автотрофами и гетеротрофами. Автотрофами (самостоятельно питающимися) называют совокупность зеленых растений, составляющими фитоценоз. Эти организмы, напрямую использующие для своего питания солнечную энергию, из подручных материалов созидают органическое вещество своеобразную пищу и строительный материал для формирования своего тела. • Синтезируемое авторофами леса органическое вещество представляет продукцию лесного сообщества. • Гетеротрофами (питающимися веществом, синтезированным другим организмами) называют организмы, жизненная стратегия которых наделена «на пожирание готового органического вещества отмершей органики» .

РАСТЕНИЯ-ИНДИКАТОРЫ: • Индикаторы указывают на плодородие и степень увлажнения почвы. Но они являются индикаторами только верхних горизонтов почвы. Кроме того, индикаторная роль растений изменяется в разных географических районах, она зависит от характера древостоя.

Пищевые цепи и экологические пирамиды в лесу

КОМПОНЕНТЫ ЭКОСИСТЕМЫ • Автотрофные организмы, способные к синтезу органических веществ из неорганических называют продуцентами ( «образователями» ). • Гетеротрофные организмы, неспособные синтезировать органические вещества из неорганических, называются консументами ( «потребителями» ). • Бактерии и грибы, играющие главную роль в разложении органики, называют редуцентами ( «разрушителями» ).

Функциональная организация лесных БГЦ • Функционально трофическая структура БГЦ образована множеством цепей питания. Принципиально эта сущность биологической системы схематически может быть представлена следующим образом. Зеленое растение, используя энергию Солнца и «подручные» простейшие материалы, синтезирует органическое вещество создает фитомассу. Фитомасса растений «поступает на стол» растениеядным организмам. Плотоядные (хищники) служат пищей растениеядным животным, другие плотоядные (хищники второго порядка) поедают первых плото ядных (рис. ). • Каждое звено в этой символической цепочке соответствует определенному трофическому уровню и значит уровню энергии. Число уровней в пищевых цепях характеризует структурную организацию сообществ, а структурная организация свидетельствует о сложности потоков и количестве энергии. • Представленная на рис. и на многих других рисунках и схемах подобного рода цепи питания в БГЦ обычно демонстративно сильно упрощены в сравнении с живой природой сообществ. Однако они справедливы в одном: реально существующие цепи такие же короткие. Они не могут быть слишком длинными, поскольку это противоречило бы законам сохранения энергии.

ПИЩЕВАЯ (ТРОФИЧЕСКАЯ) ЦЕПЬ • Последовательность питающихся другом организмов называется трофической (пищевой) цепью. • Составляющие эту цепь организмы относятся к разным трофическим уровням. Первый трофический уровень – продуценты; второй – питающиеся ими консументы I порядка; ими питаются консументы II порядка и т. д.

ПАСТБИЩНАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ • Пищевые цепи, где служит живая органика называют пастбищными. Трофические уровни пастбищной пищевой цепи выглядят следующим образом: ü первый трофический уровень – продуценты (деревья, кустарники, травы); ü второй трофический уровень – консументы I порядка (копытные, грызуны, птицы, насекомые); ü третий трофический уровень – консументы II порядка (мелкие хищники); ü четвертый трофический уровень – консументы III порядка (крупные хищники).

ДЕТРИТНАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ • Пищевые цепи потребителей мертвой органики называют детритными. Трофические уровни детритной пищевой цепи выглядят следующим образом: ü первый трофический уровень – фитодетрит; ü второй трофический уровень – сапротрофы (бактерии, грибы, растения – сапрофиты и паразиты, животные, питающиеся мертвым органическим веществом); ü третий уровень – хищники.

ПИЩЕВЫЕ СЕТИ • Пищевые цепи переплетаются, образуя сети. • Переплетаются детритные и пищевые цепи. • Накопление порубочных остатков и разлагающихся пней в лесу может привести к чрезмерному развитию дереворазрушающих грибов, а затем и к заражению живых деревьев гнилями.

Функциональная организация лесных БГЦ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ • Соотношение численностей, биомасс и продукций (потоков энергии) популяций, относящихся к последовательным трофическим уровням, называют экологическими пирамидами. • Их изображают в виде диаграмм, где ширина столбиков отражает соответствующий показатель каждого из уровней.

Пирамиды численностей • В лесу сотни тысяч консументов (насекомые, клещи, нематоды) могут питаться на одном дереве -продуценте.

Пирамиды численностей • В сообществе планктона численность продуцентов обычно в десятки и сотни раз больше численности консументов.

Пирамиды биомассы • Биомасса продуцентов в большинстве случаев максимальна, а биомасса организмов каждого последующего трофического уровня меньше, чем предыдущего

Пирамиды биомассы

Пирамиды энергии • Пирамиды энергии никогда не бывают «перевернутыми: следующий трофический уровень может «пропустить через себя» лишь часть энергии, усвоенной предыдущим уровнем. • Каждый следующий трофический уровень в экологических пирамидах энергии составляет 10 -20% от предыдущего. Остальная энергия расходуется живыми организмами на поддержание собственного существования. Поэтому максимальное число трофических уровней – 5.

Пирамида численностей (на 0, 1 га) • Пирамиды численностей и биомассы могут быть обращенными (или частично обращенными), т. е. основание может быть меньше, чем один или несколько верхних этажей. Так бывает, когда средние размеры продуцентов меньше размеров консументов. • Форма пирамиды численностей сильно различается для разных сообществ в зависимости от того, малы (фитопланктон, трава) или велики (дубы) в них продуценты. Кроме того, численность особей на разных уровнях столь различна, что трудно изобразить все сообщество в одном масштабе.

ПИРАМИДА БИОМАССЫ. Сухая масса на 1 кв. м • В системах с очень мелкими продуцентами и крупными консументами общая масса последних может быть в любой данный момент выше. В таких случаях, хотя через трофический уровень продуцентов проходит больше энергии, чем через уровни консументов (это всегда остается законом), интенсивный обмен и быстрый оборот мелких организмов продуцентов обусловливают в результате большую продукцию, но малый урожай на корню. Обращенные пирамиды биомассы чаще всего характерны для озер и морей. Растения (фитопланктон) в сумме весят больше своих потребителей (зоопланктона) в периоды высокой первичной продуктивности, например в период весеннего «цветения» , но в другие периоды, зимой например, может наблюдаться обратная ситуация.

• В противоположность пирамидам численностей и биомассы, отражающим статику системы (т. е. характеризующим количество организмов в данный момент), пирамида энергии отражает картину скоростей прохождения массы пищи через пищевую цепь. На форму этой пирамиды не влияют изменения размеров и интенсивности метаболизма особей, и если учтены все источники энергии, то пирамида всегда будет иметь «правильную форму» , как это диктуется вторым законом термодинамики.

Сезонные изменения в пирамиде биомассы в столбе воды в одном из озер Италии