Сообщества биоценозы синэкология Биоценоз сообщество растений

Сообщества (биоценозы) (синэкология)

Биоценоз – сообщество растений, животных, грибов и других организмов, населяющих одну и ту же территорию, взаимно связанных в цепи питания и оказывающих друг на друга определенное влияние. Растительное сообщество (фитоценоз) – совокупность растений, произрастающих на данной территории, составляющих основу конкретного биоценоза.

Видовая струкрута биоценоза 1. Видовое богатство (общее число видов) 2. Видовая насышенность (количество видов на единицу площади)

Оценка роли отдельного вида 1. Обилие вида 2. Частота встречаемости Доминирующие виды – (преобладающие виды) q Степень доминирования (отражает отношение числа особей данного вида к числу особей всех видов рассматриваемой группировки) Виды-эдификаторы - виды, которые своей жизнедеятельностью в наибольшей степени создают среду для всего сообщества и без которых в связи с этим существование большинства других видов невозможно

Пространственная структура сообщества (ярусность)

Пространственная структура сообщества (мозаичность) q неоднородность микрорельефа почв; qсредообразующее влияние растений и их биологичсеские особенности Причины мозаичности: qдеятельность человека (выборочная рубка, кострища и др. ) q животных (выбросы почвы и их последующее зарастание, образование муравейников, вытаптывание и стравливание травостоя копытными и т. д. ), q абиотические факторы

Биотоп – определенная территория со свойственными ей абиотическими факторами среды обитания (климат, почва) Экотоп — это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов. Биогеоценоз = биотоп + биоценоз Это система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах определенной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии.

В. Н. Сукачев ввел термин «биогеоценоз» в 1942 году

Структура биогеоценоза по В. Н. Сукачеву

Экосистема - система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ. Биогеоценоз – это экосистема в границах конкретного фитоценоза

Вопросы для обсуждения 1. Что такое биотоп, биоценоз и биогеоценоз? 2. Что такое экосистема? 3. Чем понятие экосистемы отличается от понятия биогеоценоза?

Трофические ярусы экосистемы 1. Верхний автотрофный ярус, «зеленый пояс» 2. Нижний гетеротрофный ярус, «коричневый пояс»

Компоненты экосистемы 1. Неорганические вещества (CO 2, H 2 O, N 2, O 2) 2. Органические вещества (белки, липиды, углеводы и т. д. ) 3. Воздушная, водная и субстраная среда 4. Продуценты 5. Консументы 6. Редуценты и детритофаги

Цепь питания (пищевая цепь, трофическая цепь) последовательность групп организмов по которой передается энергия, заключенная в пище от его первоначального источника. Каждое звено в цепи – трофический уровень

Цепи питания пастбищные детритные начинается с живых фотосинтезирующих организмов начинаются с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных (детрита)

Цепь выедания (пастбищая пищевая цепь)

Цепь разложения (детритная пищевая цепь)

Совокупность пищевых связей в экосистеме образует пищевые сети, в которых многие консументы служат пищей нескольким членам экосистемы.

Экологические пирамиды Падение количества энергии при переходе с одного трофического уровня на другой, изображенное графически, называется экологической пирамидой. На любой данный трофический уровень поступает 10% энергии предыдущего уровня.

Пирамида чисел (Ч. Элтона)

Пирамида биомасс

Пирамида энергии

Вопросы для обсуждения: 1. Какие компонеты выделяют в экосистеме? 2. Что такое трофические цепи и трофические сети? 3. Какие выделяют типы трофических цепей? Чем они отличаются? 4. Что такое экологические пирамиды? 5. Какие виды экологических пирамид Вы знаете?

Поток энергии в экосистемах

Для трофических цепей характерны следующие закономерности: q поток энергии, выражающийся количеством вещества, синтезированного на каждом уровне, по мере продвижения по цепи уменьшается. q так как определенное количество вещества может быть использовано каждым биогеоценозом неоднократно, а порция энергии - лишь один раз, то в экосистеме происходит каскадный перенос энергии и круговорот веществ.

Валовая первичная продукция - это биомасса продуцентов, накопленная ими в процессе фотосинтеза, включая ту его часть, которая была израсходована на дыхание. Чистая первичная продукция - биомасса органического вещества, накопленная в растениях за данных период времени без дыхания. Вторичная продукция – количество органического вещества, накопленного в гетеротрофных организмах Биологическая продуктивность - воспроизведение биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав биогеоценоза.

Поток энергии в экосистемах Пв - валовая первичная продукция; Д 1 - затраты на дыхание; Пч – чистая первичная продукция; А 2 - поток энергии, проходящей через второй уровень; А 3 - поток энергии, проходящей через третий уровень; П 2 - прирост биомассы второго уровня (чистая вторичная продукция).

Классификация экосистем по Мезоэкосистемы размеру Микроэкосистемы Макроэкосистемы Глобальная экосистема (биосфера)

Биомы Самые обширные макроэкосистемы. Представляют собой совокупность всех организмов и среды их обитания в пределах определенных природногеографических зон.

Типы биомов 1. Наземные: (тундра, тайга, степи, пустыни) 2. Пресноводные: ( текучие воды: реки, ручьи, стоячие воды: озера, пруды, заболоченные воды: болота) 3. Морские: (открытый океан, воды шельфа, глубоководные зоны)

Зональность наземных макроэкосистем q Макроэкосистемы сгруппированы в достаточно регулярных зонах, как по горизонтали (широтная зональность), так и по вертикали (высотная поясность). q Определяющими являются: • температурный режим • количество и режим выпадения осадков q От экватора к поясам биомы распределяются симметрично

Зависимость типа наземной экосистемы от влажности

Водные экосистемы Лимитирующие факторы водных экосистем: 1. Соленость – содержание растворимых солей, главным образом хлорида натрия, в водной массе; 2. Глубина проникновения солнечных лучей; 3. Количество кислорода; 4. Доступность питательных элементов; 5. Температура воды.

Классификация водных экосистем Солоноводные (морские) 1. 2. 3. 4. 5. Пелагическая экосистема (открытый океан) Прибрежные воды Районы апвеллинга Эстуарии Глубоководные рифторые зоны Пресноводные 1. 2. 3. Лентические (стоячие воды): озера, пруды и т. д. Лотические (текучие воды): реки, ручьи Заболоченные участки: болота, болотистые луга и др.

Водные организмы Планктон Нектон Перифитон Бентос

Пресноводные экосистемы Литоральная зона + Лимбическая зона = Эвфотическая зона

Лентические экосистемы. Литоральная зона Растения, укрепившиеся в дне Плавающие растения Животные

Лентические экосистемы. Лимническая зона фитопланктон зоопланктон нектон Лентические экосистемы. Профундальная зона

Лотические экосистемы Особенности: 1. Наличие течение 2. Активный обмен между водой и сушей 3. Более высокое содержание кислорода 4. Преобладание детритных цепей питания

Заболоченные участки

Морские экосистемы

Приливно-отливная и прибрежная зоны (литораль)

Районы апвеллинга Апвеллинг — это процесс, при котором глубинные воды поднимаются к поверхности.

Открытый океан

Эстуарии

Глубоководные рифтовые зоны

Энергетическая классификация экосистем 1. Природные экосистемы, движимые Солнцем и не субсидируемые 2. Природные экосистемы, движимые Солнцем и субсидируемые другими естественными источниками 3. Экосистемы, движимые Солнцем и субсидируемые другими естественными источниками 4. Индустриально-городские экосистемы, движимые топливом.

Особенности природных экосистем q Совокупность живых и неживых компонентов q Полный цикл круговорота веществ, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие q Сохранение устойчивости в течение определенного времени

Краевой эффект тенденция к увеличению разнообразия и плотности живых организмов на границах биогеоценозов

Искусственные экосистемы: 1. Антропогенные (созданные человеком полностью) 2. Техногенные (возникающие или значительно измененные под влиянием техногенных факторов)

Агроэкосистемы 1. Незначительное видовое разнообразие 2. Короткие цепи питания 3. Неполный круговорот веществ 4. Источником энергии является не только солнце, но и деятельность человека 5. Искусственный отбор 6. Отсутствие саморегуляции

Урбоэкосистемы 1. Промышленные зоны 2. Селитебные зоны 3. Рекреационные зоны 4. Транспортные системы и сооружения Существование урбоэкосистем поддерживается за счет агроэкосистем и энергии горючих ископаемых

Устойчивость и динамика экосистем

Устойчивость экосистемы - это способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после снятия внешнего воздействия, выведшего ее из равновесия. Стабильность экосистемы - ее способность сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии на нее внешних факторов.

Динамика экосистем 1. Циклическая динамика 2. Направленная (поступательная динамика)

Циклические изменения q Суточные циклы q Сезонная цикличность q Многолетняя изменчивость

Сукцессия — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообщества, биогеоценоза и т. д. ) другим на определённом участке среды.

Виды сукцессии В зависимости от первоначального состояния субстрата: 1. Первичная сукцессия 2. Вторичная сукцессия

Климаксное сообщество Завершающее сообщество- устойчивое, самовозобновляющееся и находящееся в равновесии со средой- называется климаксным сообществом. Моноклимакс (Клементс, 1916): в данных климатических условиях может существовать только одно климаксное сообщество Поликлимакс: климакс формируется под влиянием всех физических факторов, причем один или несколько из них могут доминировать.

Закономерности протекания сукцессии 1. На начальных стадиях видовое разнообразие незначительно, продуктивность и биомасса малы 2. Постепенно увеличиваются взаимоотношения между организмами, усложняются цепи и сети питания 3. Уменьшается количество свободных экологических ниш 4. Интенсифицируются процессы круговорота веществ и потока энергии 5. В зрелой стадии климаксовой экосистемы биомасса достигает максимума