Учение о самозарождении и микробы «Отец микробиологии» открыл для своих современников невидимый ранее мир микроорганизмов, которые присутствуют всюду - в воде и гниющем мясе, в остатках пищи и слюне человека, в молоке и воздухе.Обнаружение микробов в самых различных

4. Учение о естественном отборе Изучив вопрос о силах, которые воздействуют на изменение пород домашних животных и культурных растений, Дарвин поставил перед собой задачу - выяснить, как происходит изменение видов диких животных и дикорастущих растений. В сельском

Понятие поведения О психических явлениях объективный наблюдатель судит не непосредственно, а измеряя их проявления в активности живого организма, в первую очередь в поведении. Поэтому остановимся подробнее на этом понятии.Термин «поведение» для обозначения

25. Пищевые связи. Круговорот веществ и энергии в экосистемах Вспомните!Какие обязательные компоненты входят в состав любой экосистемы?Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и с факторами внешней среды, формируя устойчивую

биогеоценология (УЧЕНИЕ О ЭКОСИСТЕМЫ)

Соотнесенность понятий "биогеоценоз" (ВМ. Су каноэ) и "экосистема" (А.Тенсли)

Компоненты биогеоценоза и основные факторы, которые обеспечивают его существование

Основные этапы использования веществ и энергии

в экосистемах. Потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой

Первичная продукция - продукция автотрофных организмов. Экологическая эффективность экосистем

Экологическая пирамида. Пирамиды масс, чисел и энергии

Общие принципы устойчивости экосистем

Соотнесенность понятий "биогеоценоз" (В. Сукачев) и "экосистема" (А.Тенсли)

Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявление энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяют оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.

В 1935 г.. Английский ботаник А.Тенсли впервые ввел в экологию термин "экосистема". Экосистемы бывают различных размеров, простыми и сложными, искусственными (аквариум, теплица, пшеничное поле, населенный космический корабль) и естественными (озеро, лес, океан). Согласно определению А.Тенсли под экосистемой следует понимать комплекс организмов и одновременно среда их существования со всеми взаимосвязями и взаимодействием между ними. Различают водные и наземные экосистемы. Все они образуют на поверхности планеты пеструю мозаику. При этом в одной природной зоне встречается много похожих экосистем. Они могут объединяться в однородные комплексы или могут быть разделены другими экосистемами. Члены группировки, которые входят в состав экосистемы, так тесно взаимодействуют со средой обитания, биоценоз часто трудно рассматривать отдельно от биотопа.

Например, участок земли - это не просто "место", но и определенное количество грунтовых организмов и продуктов жизнедеятельности растений и животных. Поэтому их объединяют под названием биогеоценоза: "биотоп + биоценоз = биогеоценоз".

Понятие биогеоценоза ввел российский ученый В.М. Сукачев в 1942 Биогеоценоз - совокупность на определенной части земной поверхности однородных природных явлений (состав атмосферы, горных пород, растительности, животного мира и мира микроорганизмов), которые имеют свою специфику взаимодействий компонентов и определенный тип обмена веществ и энергии, находится в постоянном движении и развития.

Итак, биогеоценоз - это элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем. Несмотря на то, что биогеоценозе экосистема, по выражению Ю. Одум, являются синонимами, отдельные исследователи вкладывают в эти понятия разный смысл и используют их произвольно, не принимая во внимание сущность явления. Это вносит определенный беспорядок в понимание этих понятий, вредит как ученым, так и практикам. Отметим также, что на Западе науку о развитии растительного и животного мира в связи с условиями их произрастания выделяют в самостоятельную отрасль экологии - синекологии. Фитоценология, зооценологию, биогеоценология там не выделяют в отдельные научные дисциплины, как это практикуется у нас, а включают как составляющие экологии. Поэтому зарубежные ученые считают, что термин "экосистема" как единица взаимоотношений совокупности живых организмов с неживым средой более удобный для пользования. Однако, если даже согласиться с тем, что экосистема является объектом изучения экологии, то придется признать, что все живые организмы (растительного, животного и микробного происхождения) находятся в постоянном взаимодействии как между собой, так и со всеми условиями "неживой" природы. Кроме того, они выполняют огромную работу, связанную с обменом вещества и превращением ее в энергию, не дает оснований ограничиваться лишь констатацией связей живых организмов с абиотическими факторами в виде единой физической системы. Итак, термины "биогеоценоз" и "экосистема" можно считать синонимами только тогда, когда они рассматриваются как биоценоз, который занимает определенный участок земной поверхности с подобными атмосферными, литосферными, гидросферные условиями и характеризуется однородностью взаимосвязей и взаимовлияния внутри биоценоза и связей с его средой мисцезростання, наличием в этом комплексе живой и неживой природы кругооборота вещества и энергии.

Хотя биогеоценоз - это однородная участок земной поверхности, но "ее однородность является относительной, поскольку внутри биогеоценоза нет ни существенной биоценологичнои, геоморфологической, гидрологической и почвенно-геохимической пределы. Однако, довольно неопределенной остается мера идеи относительности, с одной стороны,

биогеоценозы имеют определенную пространственную (вертикально-горизонтальную) структуру и представляет собой совокупность подсистем, с другой стороны-ДУ "же часто биогеоценозы не имеют резких границ между собой и поэтому их очень трудно разграничить" в натуре ". Е.М. ЛавренкоиМ.В. Дылис (1968) предложили очень меткое определение: "биогеоценоз экосистема в пределах фитоценоза". Действительно, после установления границ биогеоценоза этот природный объект можно изучать как экосистему. Но, как известно, пространственная структура фитоценоза очень неоднородной и пестрой, а потому выделить границы между соседним фитоценозом непросто. Это объясняется тем, что одни фитоценологы считают растительный покров дискретным и выделяют его границы, другие же склоняются к мысли о континуум, или непрерывность, растительного покрова и доказывают невозможность установления этих границ. Итак, биогеоценоз - это совокупность растительности, животного мира, микроорганизмов и определенного участка земной поверхности, которые связаны между собой обменом веществ и энергии. Одной из общих и обязательных признаков биогеоценоза является взаимодействие автотрофных и гетеротрофных звеньев.

Науку о биогеоценозы называют биогеоценология. Она изучает биоценотическом процессы, которые происходят в каждом конкретном биогеоценозе (экосистеме), в том числе производительность, обмен веществом и энергией. В.М. Сукачев выдвинул тезис: обмен веществом и энергией является такой же характерной особенностью биогеоценоза, как и состав растений и животных; специфика взаимосвязей и взаимодействия между ними имеет принципиальное значение, поскольку именно участие всех взаимодействующих организмов в вещественно-энергетическом обмене функционально объединяет их в единую систему, которая включает их и абиотичне среду. Однако структура биогеоценоза, то есть состав образующих его видов, свойства каждой среды и особенности взаимодействия между ними определяют специфику вещественно-энергетического обмена. Биоценологии (синекологии) от биогеоценология отличает прежде всего то, что последняя включает как составную часть исследуемой системы абиотический комплекс, биоценология же изучает лишь совокупность организмов. Важной характеристикой экосистем разнообразие видового состава.

Ученые обнаружили некоторые закономерности в существовании экосистем разного уровня:

Чем разнообразнее условия биотопов в пределах экосистемы, тем больше видов содержит соответствующий биоценоз. Ярким примером являются тропические леса, которые населяет большинство существующих видов животных и растительности.

Чем больше видов содержит экосистема, тем меньше особей насчитывают соответствующие видовые популяции. Так, в системах с малым видовым разнообразием (пустыни, степи, тундры) некоторые популяции достигают большой численности, а в тропических лесах популяции, как правило, немногочисленны.

Чем больше разнообразие биоценоза, тем больше экологическая устойчивость экосистемы. Так, экосистема моря устойчива по экосистему озера, потому что ее населяют разнообразные виды животных, а растительный мир ее чрезвычайно богат.

Эксплуатируемые человеком системы, представленные одним видом или очень малой их количеством (аґроценозы с земледельческими монокультурами), неустойчивы по своей природе и не могут самопидтримуватися. Поэтому людям следует быть особенно заботливыми по таким экосистем.

Ни одна часть экосистемы не может существовать без другой. Если по какой-то причине произошло нарушение структуры экосистемы, исчезает группа организмов, вид, то все группировки может сильно измениться или даже разрушиться.

Подробное решение параграф § 81 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014

• Гдз рабочая тетрадь по Биологии за 10 класс можно найти

1. Какие экологические сообщества вам известны?

Ответ. Экосистема, или экологическая система - биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз) , среды их обитания (биотоп) , системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

Пример экосистемы - пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав (ионный состав, концентрация растворенных газов) и физические параметры (прозрачность воды, тренд годичных изменений температуры), а также определённые показатели биологической продуктивности, трофический статус водоёма и специфические условия данного водоёма. Другой пример экологической системы - лиственный лес в средней полосе России с определённого состава лесной подстилкой, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов. Немаловажным аспектом, позволяющим определять типы и границы экосистем, является трофическая структура сообщества и соотношение производителей биомассы, её потребителей и разрушающих биомассу организмов, а также показатели продуктивности и обмена вещества и энергии.

2. Чем фитоценоз отличается от биоценоза?

Ответ. Фитоценоз отличается от биоценоза тем, что фитоценоз - это совокупность растительных организмов биоценоза.

Термин «биоценоз» был предложен немецким зоологом К. Мебиусом и обозначает организованную группу популяций растений, животных и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию в пределах определенного объема пространства.

Любой биоценоз занимает определенный участок абиотической среды. Биотоп – пространство с более или менее однородными условиями, заселенное тем или иным сообществом организмов.

Размеры биоценотических группировок организмов чрезвычайно разнообразны – от сообществ на стволе дерева или на болотной моховой кочке до биоценоза ковыльной степи. Биоценоз (сообщество) – не просто сумма образующих его видов, но и совокупность взаимодействий между ними. Экология сообществ (синэкология) – это также научный подход в экологии, в соответствии с которым прежде всего исследуют комплекс отношений и господствующие взаимосвязи в биоценозе. Синэкология занимается преимущественно биотическими экологическими факторами среды.

В пределах биоценоза различают фитоценоз – устойчивое сообщество растительных организмов, зооценоз – совокупность взаимосвязанных видов животных и микробиоценоз – сообщество микроорганизмов:

фитоценоз + зооценоз + микробиоценоз = биоценоз.

При этом в чистом виде ни фитоценоз, ни зооценоз, ни микробиоценоз в природе не встречаются, как и биоценоз в отрыве от биотопа.

3. В чем различие между биоценозом и экосистемой?

Ответ. В биологии используются три близких по значению понятия:

Биогеоценоз - система из сообщества живых организмов (биота) и его биотического окружения на ограниченном участке земной поверхности с однородными условиями (биотоп)

Биогеоценоз - биоценоз, который рассматривается во взаимодействии с абиотическими факторами, влияющими на него и в свою очередь изменяющимися под его воздействием. Биоценоз имеет синоним сообщество, ему также близко понятие экосистема.

Экосистема - группа организмов разных видов, взаимосвязанных между собой круговоротом веществ.

Каждый биогеоценоз - это экосистема, но не каждая экосистема - биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза используются два близких понятия: биотоп и экотоп (факторы неживой природы: климат, почва) . Биотоп - это территория, которую занимает биогеоценоз. Экотоп - это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов.

Биогеоценоз исторически сложившаяся совокупность живых организмов (биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности (экотопом) ; граница биогеоценоза устанавливается по границе растительного сообщества (фитоценоза) – важнейшего компонента биогеоценоза. Для каждого биогеоценоза характерен свой тип вещественно-энергетического обме

Понятие экосистемы шире, чем понятие биогеоценоза. Выделяют: микроэкосистемы (подушка лишайника и т. п.) ; мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.) ; макроэкосистемы (континент, океан) и, наконец, глобальную экосистему, или экосферу – интеграцию, всех экосистем мира (биосфера Земли) Биогеоценоз занимает среднее положение между микро- и мезоэкосистемой. Всегда надо помнить: биогеоценоз должен занимать участок однородный по рельефу, подстилающей почвообразующей породе, по свойствам почвы, по глубине и режимам грунтовых вод и должен быть однородным по своей истории. Это должно быть достаточно долговременное сложившееся образование. Растительность на участке должна ясно отличаться от растительности смежных площадей и эти отличия должны быть закономерно повторяющимися и экологически объяснимыми.

Вопросы после § 81

1. Какие вы знаете биоценозы и экосистемы?

Ответ. Биоценоз (от био. и греч. koinos - общий) (ценоз), совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих данный участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой и приспособленностью к условиям окружающей среды (напр. , биоценоз озера, леса) . Экосистема (от греч. oikos - жилище, местопребывание и система), единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т. п.), в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии. Понятие экосистема применяется к природным объектам различной сложности и размеров: океан или небольшой пруд, тайга или участок березовой рощи. Термин "экосистема" ввел английский фитоценолог А. Тенсли (А. Tansley, 1935). Часто термины "экосистема" и "биогеоценоз" употребляют как синонимы.

2. В чем отличие биоценоза от экосистемы?

Ответ. Биоценоз – не просто сумма образующих его видов, но и совокупность взаимодействий между ними. Как и популяция, биоценоз имеет собственные свойства, например видовое разнообразие, структуру пищевой сети, биомассу, продуктивность. Одна из главных задач экологии – выяснить взаимосвязи между свойствами и структурой (составом) сообщества, которые проявляются независимо от того, какие виды входят в него.

Другой объект экологического исследования – экосистема. Это любое сообщество живых существ вместе с его физической средой обитания, функционирующее как единое целое. Примером экосистемы может служить пруд, включающий сообщество гидробионтов (организмов, жизнь которых протекает в воде), физические свойства и химический состав воды, особенности рельефа дна, состав и структуру грунта, взаимодействующий с поверхностью воды атмосферный воздух, солнечную радиацию.

Рассмотрение экосистемы важно в тех случаях, когда речь идет о потоках вещества и энергии, циркулирующих между живыми и неживыми компонентами природы, о динамике элементов, поддерживающих существование жизни, об эволюции сообществ. Ни отдельный организм, ни популяцию, ни сообщество в целом нельзя изучать в отрыве от окружающей среды. Экосистема, по сути, это то, что мы называем природой.

Экосистема – понятие очень широкое и применимое как к естественным (например, тундра, океан), так и к искусственным комплексам (например, аквариум). Поэтому для обозначения элементарной природной экосистемы экологи также используют термин «биогеоценоз»

3. Какие абиотические факторы влияют на растительный и животный мир сообщества?

Ответ. Абиотические факторы среды - компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы: климатические, почвенные и гидрографические факторы.

Основными абиотическими факторами среды являются: температура, свет, вода, соленость, кислород, магнитное поле земли, почва.

Итого: ураганы, засухи, наводнения, проливные дожди, пожары, извержения вулканов, землетрясения, эрозия, заболачивание или засоление почвы, изменения климата (похолодания или потепления) , магнитные бури, выбросы больших объемов ядовитых газов.

4. Какие экосистемы называются антропогенными?

Ответ. На протяжении многих тысячелетий человек жил в естественной среде обитания, не оказывая серьезного воздействия на процессы, происходящие в биосфере. С развитием цивилизации отношения человека и природы существенно изменялись. Человек все шире использовал природные ресурсы, разрушал сложившиеся экосистемы и создавал искусственные экосистемы (антропогенные).

Наиболее распространенными искусственными экосистемами являются агробиоценозы. Они занимают около 10 % всей поверхности суши, создаются для получения сельскохозяйственной продукции и регулярно поддерживаются человеком.

В агробиоценозе (например, поля, огорода, сада, пастбища) складываются те же пищевые цепи, что и в естественной экосистеме: продуценты (культурные растения, сорняки), консументы (насекомые, птицы, грызуны, хищники) и редуценты (бактерии и грибы). Человек является обязательным звеном этой пищевой цепи. Он создает условия для высокой продуктивности агроценоза, а затем использует урожай.

5. В чем различие естественных и антропогенных экосистем?

Ответ. Между агробиоценозом и естественной экосистемой имеются существенные различия. Важным свойством природного сообщества является его устойчивость. Экологическая устойчивость агробиоценозов невелика. Без участия человека агробиоценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, агробиоценозы многолетних трав – 3 года, плодовых культур – 20 лет.

Для естественного биоценоза единственным источником энергии является Солнце. Агробиоценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительно энергию, затрачиваемую человеком на обработку почвы, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, внесение удобрений и т. д.

В естественной экосистеме первичная продукция растений (урожай), пройдя через многочисленные цепи питания, вновь возвращается в систему биологического круговорота. В агробиоценозе такой круговорот нарушен, так как большая часть продукции изымается человеком при сборе урожая. В результате постоянно приходится заботиться о поддержании плодородия почвы, внося удобрения.

Агробиоценозы дают человечеству около 90 % пищевой энергии. Однако при неправильном ведении сельскохозяйственного производства происходит потеря плодородия почвы, ее засоление, опустынивание огромных территорий и загрязнение окружающей среды. Массовое сведение лесов под сельскохозяйственные угодья приводит к серьезным негативным изменениям в биосфере.

6. Почему считают, что в сельской местности условия жизни для человека, как правило, более благоприятные, чем в крупных городах?

Ответ. Многочисленные наблюдения свидетельствуют о том, что в городах сложились несравненно более худшие условия проживания для человека, чем в сельской местности. Это связано с относительно неблагоприятными санитарно-гигиеническими условиями, вызванными скученностью населения, наличием многочисленных источников шума и загрязнений, оторванностью от естественных природных условий. Урбанизация населения и низкие темпы воспроизводства сформировали неблагоприятную демографическую ситуацию.

Городская среда является логическим следствием появления на Земле мыслящих существ, самых молодых членов экосистемы. Стремление человека к господству над природой, к ее познанию и использование этого господства и знаний для освоения жизненного пространства Земли, внедрение социального фактора в биологические процессы существования человеческой популяции привело к созданию совершенно новых, мощных по воздействию на окружающий и внутренний мир экосистем, под названием "городская среда".

Городская среда сгладила процессы естественного отбора, смягчила влияние внешних факторов, определяющих адаптацию человека, настройку иммунной системы. При разумном отношении к формированию городской среды создаются паритетные условия сосуществования искусственной и естественной природной среды. Малейшее нарушение этого паритета в результате социально-экономических, экологических и иных преобразований неизменно вызывает: изменение демографических показателей (рождаемости, смертности), рост инфекционных заболеваний (чума, туберкулез, венерические заболевания и т.п.). В истории человечества имеются многочисленные трагические свидетельства вымирания населения городов в результате эпидемий. Например, в XIV веке во время "черной эпидемии" чумы погибла четвертая часть населения Европы.

Значительная плотность населения создает условия, повышающие потенциальный риск воздействия на здоровье неблагоприятных факторов окружающей среды, способствует быстрому распространению инфекций, значительному уличному травматизму.

Тема влияния городской среды обитания на здоровье горожан привлекла меня, потому что в наше время основная доля населения живёт в городах. Город влияет не только на образ жизни, делая его более лёгким и удобным, но и на здоровье человека. Не секрет, что в деревнях продолжительность жизни людей более высока, чем в городах. Городская среда обитания негативно сказывается на здоровье человека. В наше время эта тема очень актуальна, т.к всё чаще мы видим вокруг себя людей, на жизнь и здоровье которых город повлиял негативно. Рождение детей с астмой, автомобильные аварии, головные боли, повышенное артериальное давление, распространение венерических болезней, отравления угарными газами - лишь те немногие примеры негативного влияния города на человека.

Урбанизация, явившаяся следствием неуправляемых устремлений массы людей из сельской местности в искусственную городскую экосистему, способствовала дальнейшему обострению демографических, социально-экономических и экологических проблем. Это создало диспропорцию между производством и потреблением, численностью популяции и возможностями искусственной экосистемы. Управление этими процессами командными методами привело к кризису всей политической системы и распаду великой державы.

Переселение в город массы сельских жителей, которые были поставлены в новые условия социального, торгового, коммунального, транспортного и иного характера, отразилось на развитии психики и психическом здоровье городского жителя, его семейно-бытовых взаимоотношениях, на уровне деторождаемости. Социальные факторы приобрели приоритетное значение в формировании здоровья популяции. Примером этому служит тесная связь между заболеваемостью и материальной обеспеченностью семьи. Установлены обратные корреляции между состоянием здоровья детей и величиной жилой площади, уровнем образованности родителей. В хорошо обеспеченных семьях более 80% детей имеют нормальное физическое развитие и только 12% имеют дефицит массы тела. В тех семьях, где доход ниже прожиточного минимума, дефицит массы тела обнаруживается почти у 30% детей. В неблагополучных семьях нервно-психические заболевания детей наблюдаются в 3 - 4 раза чаще. Сам характер уклада жизни в городской среде способствует нарушению биологического ритма жизненных функций.

Самые разнообразные специфические и неспецифические воздействия на организм, включая социальные, вызывают мобилизацию клеточных и гуморальных факторов иммунитета (Передерий В.Г. и др., 1989). Повышение иммунитета приводит к возрастанию устойчивости к инфекциям и опухолям. Однако резкое повышение иммунитета ведет к гиперчувствительности и аутоиммунным заболеваниям (Thomas Р.Т., 1990).

Таким образом, здоровье следует рассматривать как динамический процесс в условиях постоянного влияния на человеческий организм природных и искусственно создаваемых факторов окружающей среды. Все эти факторы тесно взаимосвязаны между собой и в одних случаях способствуют укреплению здоровья, а в других - вызывают болезни.

Со времен Гиппократа в эпицентре медицины всегда был больной человек. И до сих пор о состоянии здоровья общества судят по статистике заболеваемости. Поэтому и отечественная медицина сосредоточилась в основном на проблемах лечения болезней, исследованиях факторов риска, а не факторов, определяющих здоровье, устойчивость и жизнеспособность организма.

7. Можно ли создать благоприятную среду обитания для человека в крупных городах?

Ответ. Чтобы уменьшить негативное влияние на жителей, городской ландшафт не должен быть однообразной «каменной пустыней». В архитектуре города следует стремиться к гармоничному сочетанию аспектов социальных (здания, дороги, транспорт, коммуникации) и биологических (зеленые массивы, парки, скверы). В этом большую роль могут сыграть ландшафтные архитекторы.

Современный город следует рассматривать как экосистему, в которой созданы наиболее благоприятные условия для жизни человека. Следовательно, это должны быть не только удобные жилища, транспорт, разнообразная сфера услуг, но и благоприятная для жизни и здоровья человека среда обитания – чистый воздух, радующий глаз городской ландшафт, зеленые уголки, где бы каждый мог в тишине отдохнуть, любуясь красотой природы.

Учитывая способность зеленых насаждений благоприятно влиять на состояние окружающей среды, их необходимо максимально приближать к месту жизни, работы, учебы и отдыха людей.

Сохранение и специальная посадка деревьев и кустарников, создание газонов и клумб с цветами являются неотъемлемой частью комплекса мероприятий по защите и преобразованию окружающей среды. Зеленые насаждения не только создают благоприятные микроклиматические и санитарно-гигиенические условия, но и повышают художественную выразительность архитектурных ансамблей.

Особое место вокруг промышленных предприятий и автострад должны занять защитные зеленые зоны. В них рекомендуется высаживать деревья и кустарники, устойчивые к загрязнению, например клен американский, тополь канадский, липу сердцевидную, можжевельник казацкий и виргинский, иву белую, крушину ломкую, дуб черешчатый, бузину красную.

В размещении зеленых насаждений необходимо соблюдать принцип равномерности и непрерывности. Сады, парки, скверы, внутригородские бульвары следует объединять как между собой, так и с насаждениями, расположенными за городом. Это обеспечит поступление свежего загородного воздуха во все жилые зоны города. Важнейшими компонентами системы озеленения города являются насаждения в жилых микрорайонах, на участках детских учреждений, школ, спортивных комплексов и пр.

Ухаживая за зелеными насаждениями, оберегая и умножая их, каждый житель города может внести свой посильный вклад в улучшение экологии города.

Не случайно экологи считают, что в современном городе человек должен быть не оторван от природы, а как бы растворен в ней. Поэтому общая площадь зеленых насаждений в городах должна занимать больше половины его территории.

Сделайте описание любого (знакомого вам по экскурсиям) биогеоценоза. Укажите, какие здесь могут обитать растения и животные.

Ответ. Дубрава является одним из наиболее сложных среди наземных биогеоценозов. Ну, во-первых, что такое биогеоценоз? Биогеоценоз – это комплексы взаимосвязанных видов (популяций разных видов), обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существованиями. Его определение понадобится для пользования в дальнейшем. Дубрава – это совершенная и устойчивая экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных. Понятно, что при таком разнообразии видов, населяющих дубраву, поколебать устойчивость данного биогеоценоза, истребив один или несколько видов растений или животных, будет сложно. Сложно, потому что в результате длительного сосуществования видов растений и животных из разрозненных видов они стали единым и совершенным биогеоценозом – дубравой, которая, как уже было сказано выше, способна при неизменных внешних условиях существовать веками.

Основные компоненты биогеоценоза и связи между ними; растения – главное звено в экосистеме

Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют зеленые растения, которые, как известно, являются производителем органического вещества (продуцентами). А так как в биогеоценозе обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные – потребители живого органического вещества (консументы) и, наконец, разрушители органических остатков – преимущественно микроорганизмы, которые доводят распад органических веществ до простых минеральных соединений (редуценты), то не трудно догадаться, почему растения являются главным звеном в экосистеме. А потому, что в биогеоценозе все потребляют органические вещества, или соединения образующиеся после распада органических веществ и ясно, что если растения – главный источник органического вещества исчезнут, то жизнь в биогеоценозе практически исчезнет.

Круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие существования жизни. Он возник в процессе становления жизни и усложнялся в ходе эволюции живой природы. С другой стороны, чтобы в биогеоценозе был возможен круговорот веществ, необходимо наличие в экосистеме организмов, создающих органические вещества из неорганических и преобразующие энергию излучения солнца, а также организмов, которые используют эти органические вещества и снова превращают их в неорганические соединения. Все организмы по способу питания разделяются на две группы – автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы (преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (животные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органическими веществами, которые синтезировали автотрофы. Следовательно, гетеротрофы зависят от автотрофов. В любом биогеоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизнедеятельности организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков органические вещества превращаются в неорганические соединения, которые возвращаются снова в природную среду и могут опять использоваться автотрофами. Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятельности организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ необходим приток энергии извне. Источником энергии является Солнце. Движение вещества, вызванное деятельностью организмов, происходит циклически, оно может быть использовано многократно, в то время как поток энергии в этом процессе имеет однонаправленный характер. Энергия излучения Солнца в биогеоценозе преобразуется в различные формы: В энергию химических связей, в механическую и, наконец, во внутреннюю. Из всего сказанного ясно, что круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие существования жизни и растения (автотрофы) в нем самое главное звено.

Характерная черта дубравы заключается в видовом разнообразии растительности. Как уже было сказано выше биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных. Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у растений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно, что ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности. Верхний ярус образую наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками: лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т.п. Наконец на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения. Ярусность выражена также в расположении корневых систем. Деревья верхних ярусов обладают наиболее глубокой корневой системой и могут использовать воду и минеральные вещества из глубинных слоев почвы.

Пять лет спустя после выхода в свет статьи Тенсли, в 1940 г., появилась работа академика В. Н. Сукачева (рис. 85), в которой он впервые высказал мысль о существовании в природе биогеоценозов. В последующие-годы Сукачев развил эту идею и в конце концов оформил ее в качестве стройного учения - биогеоценологии. В своих теоретических построениях Сукачев исходил прежде всего из принципов дарвинизма и биоценологических идей Мёбиуса. Глубокое влияние на ход мыслей Сукачева оказали представления В. В. Докучаева о всеобщей связи явлений и процессов в живой и неживой природе, а также приложение всех этих теоретических постулатов к задачам научного лесоведения, созданного Г. Ф. Морозовым. Первостепенное значение имела концепция биосферы и биогеохимической роли организмов В. И. Вернадского. Наконец, основополагающую роль в кристаллизации биогеоценологических идей Сукачева сыграли творчески использованные принципы диалектического материализма: всеобщей связи элементов природы, непрерывного развития в результате борьбы противоположностей, перехода количества в качество.

Рис. 85. В. Н. Сукачев (1880-1970).

Анализируя закономерности, управляющие лесными естественными насаждениями, Сукачев пришел к выводу, что в природе существуют не просто биоценозы, а системы, объединяющие органические сообщества с абиотическими условиями, приуроченными к известной территории, называемой экотопом. Единство биоценоза, экологических условий и экотопа составляет комплекс, который Сукачев предложил называть биогеоценозом.

Правда, с нашей точки зрения, это название слишком громоздко и недостаточно благозвучно, но оно правильно подчеркивает двуединый характер данного комплекса. Принципиально важным свойством биогеоценоза, коренным образом отличающим его от простого скопления организмов, является наличие глубоких взаимных связей между всеми основными его компонентами.

Эти связи делают биогеоценоз качественно особой формой биологических макросистем. Далее, Сукачев подчеркивал, что биогеоценоз представляет продукт длительного исторического развития, основным агентом которого был естественный отбор.

Перечисленные моменты нашли отражение в следующем определении биогеоценоза, сформулированном самим Сукачевым: «Биогеоценоз - это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий, растительности, животного мира и мира микроорганизмов), имеющая свою, особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии» *.

Свои представления о структуре биогеоценоза Сукачев отразил в схеме (рис. 86). Согласно ей, двумя основными компонентами биогеоценоза являются, во-первых, экотоп, включающий климатоп (т. е. микроклимат) и эдафотоп (почва, грунт), а во-вторых - биоценоз, в который входят фитоценоз, микробоценоз и зооценоз.

Рис. 86. Структура биогеоценоза по Сукачеву (по: Сукачев, 1964).

Рис. 87. Схема биогеоценоза по Новикову (ориг.).

Нам кажется, что схема Сукачева нуждается в известных коррективах и с их учетом должна принять вид, отраженный на рис. 87. Суть наших изменений и дополнений сводится к следующему:
1. Территорию, к которой приурочен биогеоценоз, правильнее называть не зкотоп, а биотоп, поскольку данный термин уже применяется в экологии и отвечает определенному содержанию.
2. Перечень факторов, характеризующих экологические условия, должен быть дополнен рельефом и гидрологическими свойствами биотопа, поскольку они весьма важны для существования наземных организмов.
3. Принципиально неправильно рассматривать группировки растений, микробов и животных в качестве особых ценозов, что типично для позиции большинства отечественных фитоценологов, но не соответствует объективной реальности, наблюдающейся в природе. На самом деле все компоненты биоценоза настолько тесно взаимосвязаны и, в частности, животные-гетеротрофы находятся в такой глубокой зависимости от растений, что говорить о существовании самостоятельных фито- и зооценозов не приходится. Учитывая сказанное, предпочтительнее в рассматриваемой схеме употреблять более нейтральные понятия «растительность», «животные», «микроорганизмы». Можно также говорить не о ценозах, а о «фитоцене», «зооцене» и «микробоцене», как это делают некоторые зоологи.
4. В современных условиях исключительно важную роль в жизни всей природы, органической в особенности, играет деятельность людей, или антропогенные факторы. Не учитывать их роль в существовании биогеоценозов невозможно. Однако человеческое общество даже в экологическом плане нельзя ставить в один ряд с комплексом животных и других организмов. Это - совершенно особая система, непосредственно не входящая ни в один из биогеоценозов, хотя тесно связанная со многими из них. Для того чтобы подчеркнуть наличие, особое положение и характер связей антропогенных факторов с биогеоценозом, мы внесли в схему Сукачева соответствующие дополнения, но поместили данные факторы за рамки самого биогеоценоза. В определении биогеоценоза Сукачева не отмечено, что это понятие применимо не только к естественным, но и к искусственно созданным биотическим комплексам.
5. Наконец, в рассматриваемой формулировке не указано, что биоценоз представляет комплекс не отдельных организмов, а видовых популяций.

Итак, в 30-40-е годы в теоретической экологии появились два принципиально важных обобщения: концепция экосистемы и учение о биогеоценозе. В связи с этим естественно возникает вопрос: не являются ли упомянутые понятия синонимами? Часто они в качестве таковых и фигурируют. Действительно, между сравниваемыми представлениями имеется много общего, поскольку в сущности они касаются одних и тех же сложных комплексов, объединяющих органический мир и неживую природу. Однако, в то время как в определении экосистемы отмечается, что она охватывает комплексы любого масштаба («от аквариума до Мирового океана»), то в отношении биогеоценоза подчеркивается его отчетливая территориальная ограниченность. Он приурочен к тому или иному биотопу и поэтому может рассматриваться в качестве первичной биохорологической (т. е. пространственной) единицы, (Приблизительно эквивалентной элементарному ландшафту географов. Таким образом, основное различие между экосистемой и биогеоценозом кроется в территориальной оформленности: Экосистема - понятие более гибкое, но менее определенное в своих границах, тогда как биогеоценоз отличается значительно большей четкостью в качестве территориальной единицы.

* Сукачев В. Н. Основные понятия лесной биогеоценологии. Избр. труды, т. I. Л., 197), с. 329.

Понятие "экосистема" ввел в 1935 году А. Тенсли, английский ботаник. Этим термином он обозначил любую совокупность организмов, обитающих совместно, а также окружающую их среду. В его определении подчеркивается наличие взаимозависимости, взаимоотношений, причинно-следственных связей, существующих между абиотической средой и биологическим сообществом, объединение их в некое функциональное целое. Экосистема, как считают биологи - это совокупность всевозможных популяций различных видов, которые обитают на общей территории, а также окружающая их неживая среда.

Биогеоценоз - это природное образование, имеющее четкие границы. Оно состоит из совокупности биоценозов (живых существ), которые занимают определенное место. Например, для водных организмов это место - вода, для тех, кто обитает на суше, - атмосфера и почва. Ниже мы рассмотрим которые помогут вам понять, что это такое. Эти системы мы подробно опишем. Вы узнаете о том, какова их структура, какие существуют их виды и как происходит их смена.

Биогеоценоз и экосистема: различия

До некоторой степени понятия "экосистема" и "биогеоценоз" являются однозначными. Тем не менее по объему они совпадают не всегда. Биогеоценоз и экосистема соотносятся как менее широкое и более широкое понятие. Экосистема не связана с неким ограниченным участком поверхности земли. Понятие это можно применять по отношению ко всем стабильным системам неживых и живых компонентов, в которых происходит внутренний и внешний круговорот энергии и веществ. К экосистемам, например, можно отнести каплю воды с находящимися в ней микроорганизмами, горшок с цветами, аквариум, биофильтр, аэротенк, космический корабль. А вот биогеоценозами их назвать нельзя. Экосистема может иметь в своем составе и несколько биогеоценозов. Обратимся к примерам. Можно выделить биогеоценозы океана и биосферы в целом, материка, пояса, почвенно-климатической области, зоны, провинции, округа. Таким образом, биогеоценозом можно считать не каждую экосистему. Мы выяснили это, обратившись к примерам. А вот любой биогеоценоз можно назвать экологической системой. Надеемся, теперь вы уяснили специфику этих понятий. "Биогеоценоз" и "экосистема" нередко употребляются как синонимы, однако разница между ними все-таки есть.

Особенности биогеоценоза

Множество видов обычно обитает в любом из ограниченных пространств. Между ними устанавливаются сложные и постоянные взаимоотношения. Другими словами, разные виды организмов, которые существуют в некотором пространстве, характеризующимся комплексом особых физико-химических условий, представляют собой сложную систему, которая сохраняется более или менее длительное время в природе. Уточняя определение, отметим, что биогеоценоз - это сообщество организмов различных видов (исторически сложившееся), которые тесно связаны между собой и с окружающей их, обменом энергии и веществ. Специфическая характеристика биогеоценоза заключается в том, что он пространственно ограничен и довольно однороден по видовому составу включенных в него живых существ, а также по комплексу различных Существование как целостной системы обеспечивает постоянное поступление в этот комплекс солнечной энергии. Как правило, граница биогеоценоза устанавливается по границе фитоценоза (растительного сообщества), который является его важнейшим компонентом. Таковы основные его особенности. Роль биогеоценоза велика. На его уровне происходят все процессы потока энергии и круговорота веществ в биосфере.

Три группы биоценоза

Главная роль в осуществлении взаимодействия между различными его компонентами принадлежит биоценозу, то есть живым существам. Они подразделяются по своим функциям на 3 группы - редуцентов, консументов и продуцентов - и тесно взаимодействуют с биотопом (неживой природой) и друг с другом. Эти живые существа объединены существующими между ними пищевыми связями.

Продуценты - это группа автотрофных живых организмов. Потребляя энергию солнечного света и минеральные вещества из биотопа, они создают тем самым первичные органические вещества. К данной группе относятся некоторые бактерии, а также растения.

Редуценты разлагают остатки умерших организмов, а также расщепляют до неорганических органические вещества, тем самым возвращая в биотоп "изъятые" продуцентами минеральные вещества. Это, например, некоторые виды одноклеточных грибов и бактерий.

Динамическое равновесие системы

Виды биогеоценоза

Биогеоценоз может быть естественным и искусственным. К видам последнего относятся агробиоценозы и городские биогеоценозы. Остановимся подробнее на каждом из них.

Биогеоценоз естественный

Отметим, что каждый природный естественный биогеоценоз - это система, сложившаяся в течение длительного времени - тысяч и миллионов лет. Поэтому все ее элементы являются "притертыми" друг к другу. Это приводит к тому, что устойчивость биогеоценоза к различным изменениям, происходящим в окружающей среде, очень высока. "Прочность" экосистем не беспредельна. Глубокие и резкие изменения условий существования, сокращение числа видов организмов (например, в результате масштабного вылова промысловых видов) приводят к тому, что равновесие может быть нарушено и он может быть разрушен. В этом случае происходит смена биогеоценозов.

Агробиоценозы

Агробиоценозы - это особые сообщества организмов, которые складываются на территориях, используемых людьми в сельскохозяйственных целях (посадки, посевы культурных растений). Продуценты (растения), в отличие от биогеоценозов естественного вида, представлены здесь одним видом культуры, выращиваемой человеком, а также определенным числом видов сорных растений. Разнообразие (грызунов, птиц, насекомых и т. п.) определяет растительный покров. Это виды, которые могут питаться произрастающими на территории агробиоценозов растениями, а также находиться в условиях их культивирования. Данные условия определяют наличие и других видов животных, растений, микроорганизмов и грибов.

Агробиоценоз зависит, прежде всего, от деятельности человека (внесение удобрений, механическая обработка почвы, орошение, обработка ядохимикатами и др.). Устойчивость биогеоценоза этого вида слабая - он очень быстро разрушится без вмешательства людей. Это вызвано отчасти тем, что растения культурные намного более прихотливы, нежели дикорастущие. Поэтому они не могут выдерживать конкуренции с ними.

Городские биогеоценозы

Городские биогеоценозы представляют особый интерес. Это еще одна разновидность антропогенных экосистем. В качестве примера можно привести парки. Основные как и в случае с агробиоценозами, являются в них антропогенными. Видовой состав растений определяет человек. Он сажает их, а также осуществляет уход за ними и их обработку. Наиболее сильно изменения внешней среды выражены именно в городах - повышение температуры (от 2 до 7 °С), специфические особенности почвенного и атмосферного состава, особый режим влажности, освещенности, действия ветров. Все эти факторы формируют городские биогеоценозы. Это очень интересные и специфические системы.

Примеры биогеоценоза многочисленны. Различные системы отличаются друг от друга по видовому составу организмов, а также по свойствам среды, в которой они обитают. Примеры биогеоценоза, на которых мы подробно остановимся, - это листопадный лес и пруд.

Листопадный лес как пример биогеоценоза

Листопадный лес является сложной экологической системой. В состав биогеоценоза в нашем примере входят такие виды растений, как дубы, буки, липы, грабы, березы, клены, рябины, осины и другие деревья, листва которых осенью опадает. Несколько их ярусов выделяется в лесу: низкий и высокий древесный, мохового напочвенного покрова, трав, кустарников. Растения, населяющие верхние ярусы, являются более светолюбивыми. Они лучше выдерживают колебания влажности и температуры, нежели представители нижних ярусов. Мхи, травы и кустарники теневыносливы. Они существуют летом в полумраке, образующимся после развертывания листвы деревьев. Подстилка лежит на поверхности почвы. Она образуется из полуразложившихся остатков, веточек кустарников и деревьев, опавшей листвы, мертвых трав.

Лесные биогеоценозы, в том числе листопадные леса, характеризуются богатой фауной. Их населяет множество норных грызунов, хищников (медведь, барсук, лисица), землероющих насекомоядных. Встречаются и живущие на деревьях млекопитающие (бурундук, белка, рысь). Косули, лоси, олени входят в состав группы крупных травоядных. Кабаны широко распространены. В разных ярусах леса гнездятся птицы: на стволах, в кустарниках, на земле или на вершинах деревьев и в дуплах. Имеется множество насекомых, питающихся листьями (к примеру, гусеницы), а также древесиной (короеды). В верхних слоях почвы, а также в подстилке обитает, кроме насекомых, огромное число и других позвоночных (клещи, дождевые черви, личинки насекомых), множество бактерий и грибов.

Пруд как биогеоценоз

Рассмотрим теперь пруд. Это пример биогеоценоза, средой жизни организмов в котором является вода. Крупные плавающие или укореняющиеся растения (рдесты, кувшинки, камыш) поселяются на мелководье прудов. Мелкие плавающие растения распространены по всей толще воды, до той глубины, куда проникает свет. В основном это водоросли, которые называются фитопланктоном. Их иногда много, в результате чего вода делается зеленой, "цветет". Множество сине-зеленых, зеленых и диатомовых водорослей содержится в фитопланктоне. Головастики, личинки насекомых, ракообразные питаются растительными остатками или живыми растениями. Рыбы и хищные насекомые поедают мелких животных. А за растительноядными и более мелкими хищными рыбами охотятся крупные хищные. Разлагающие органические вещества организмы (грибы, жгутиковые, бактерии) широко распространены по всей территории пруда. В особенности много их на дне, поскольку здесь скапливаются остатки мертвых животных и растений.

Сравнение двух примеров

Сравнив примеры биогеоценоза, мы видим, насколько непохожи и по видовому составу, и по внешнему виду экосистемы пруда и леса. Это обусловлено тем, что у организмов, населяющих их, разная среда обитания. В пруду это вода и воздух, в лесу - почва и воздух. Тем не менее функциональные группы организмов являются однотипными. В лесу продуценты - это мхи, травы, кустарники, деревья; в пруду - водоросли и плавающие растения. В лесу в состав консументов входят насекомые, птицы, звери и другие беспозвоночные, населяющие подстилку и почву. К консументам в пруду относятся различные земноводные, насекомые, ракообразные, хищные и растительноядные рыбы. В лесу редуценты (бактерии и грибы) представлены наземными формами, а в пруду - водными. Отметим также, что и пруд, и лиственный лес, - это естественный биогеоценоз. Примеры искусственных мы приводили выше.

Почему биогеоценозы сменяют друг друга?

Биогеоценоз не может существовать вечно. Он неизбежно рано или поздно сменяется другим. Это происходит в результате изменения среды живыми организмами, под влиянием человека, в процессе эволюции, при изменении климатических условий.

Пример смены биогеоценоза

Рассмотрим в качестве примера случай, когда сами живые организмы являются причиной смены экосистем. Это заселение скальных пород растительностью. Большое значение на первых стадиях этого процесса имеет выветривание пород: частичное растворение минералов и изменение их химических свойств, разрушение. На начальных этапах очень большую роль играют первые поселенцы: водоросли, бактерии, сине-зеленые. Продуцентами являются в составе лишайников и водоросли свободноживущие. Они создают органическое вещество. Сине-зеленые из воздуха берут азот и обогащают им еще малопригодную для обитания среду. Лишайники растворяют выделениями органических кислот скальную породу. Они способствуют тому, что элементы минерального питания постепенно накапливаются. Грибы и бактерии разрушают созданные продуцентами органические вещества. Последние не полностью минерализуются. Постепенно накапливается смесь, состоящая из минеральных и органических соединений и обогащенных азотом растительных остатков. Создаются условия для существования кустистых лишайников и мхов. Ускоряется процесс накопления азота и органического вещества, образуется тонкая прослойка почвы.

Формируется примитивное сообщество, которое может существовать в данной неблагоприятной обстановке. К суровым условиям скал хорошо приспособлены первые поселенцы - они выдерживают и мороз, и жару, и сушь. Постепенно они изменяют среду обитания, создавая условия для образования новых популяций. После того как появляются травянистые растения (клевер, злаки, осоки, колокольчик и др.), ужесточается конкуренция за питательные элементы, свет, воду. В этой борьбе пионеры-поселенцы вытесняются новыми видами. Кустарники поселяются за травами. Они скрепляют своими корнями формирующуюся почву. Лесными сообществами сменяются травяно-кустарниковые.

В ходе длительного процесса развития и смены биогеоценоза количество входящих в него видов живых организмов постепенно растет. Более сложным становится сообщество, все более разветвленной делается его Увеличивается разнообразие связей, существующих между организмами. Все полнее сообщество использует ресурсы среды. Так оно превращается в зрелое, которое хорошо приспособлено к условиям среды и обладает саморегуляцией. В нем популяции видов хорошо воспроизводятся и другими видами не замещаются. Тысячи лет длится описанная смена биогеоценозов. Однако существуют смены, которые происходят на глазах всего лишь одного поколения людей. К примеру, это зарастание мелких водоемов.

Итак, мы рассказали о том, что такое биогеоценоз. Примеры с описанием, представленные выше, дают наглядное представление о нем. Все, о чем мы рассказали, важно для понимания этой темы. Типы биогеоценозов, их структура, особенности, примеры - все это следует изучить для того, чтобы иметь полное представление о них.