Смена экосистем, биология

Виды биогеоценоза

К искусственному виду относят агробиоценоз (о котором речь шла выше) и городской биогеоценоз. Также сюда можно отнести и аквариумы, и разнообразные муравьиные фермы.

Городской подразумевает искусственно созданное сообщество, например парк, в котором человек сам высаживает растения, деревья и сам за ними ухаживает и обрабатывает их. Городские биогеоценозы формируют такие факторы как повышение температуры, особенности почвы и атмосферного состава, режим света, ветров и влажности.

Естественный вид — это исторически сложившаяся система, с высоким уровнем устойчивости и саморазвития и если её не тревожит человек, или природные катаклизмы, то система работает стабильно.

Пищевые отношения между группами биоценоза

Существующие между тремя этими компонентами биогеоценоза пищевые отношения определяют круговорот веществ и потоки энергии в нем. Улавливая энергию Солнца и поглощая минеральные вещества, продуценты создают органические вещества. Из них строится их тело. Таким образом солнечная энергия превращается в энергию химических связей. Поедая друг друга и продуцентов, консументы (растительноядные, паразитические и хищные организмы) тем самым расщепляют органические вещества. Они используют их, а также высвобождающуюся в результате этого энергию для обеспечения своей жизнедеятельности и построения собственного тела. Редуценты, питаясь мертвыми организмами, разлагают их органические вещества. Они добывают таким образом необходимые им энергию и материалы, а также обеспечивают возвращение в биотоп неорганических веществ. Так в биогеоценозе осуществляется круговорот веществ. Его постоянство является залогом длительного существования экологической системы, несмотря на то, что запас минеральных веществ является ограниченным в ней.

Что такое биогеоценоз

Биогеоценоз — это взаимосвязанный комплекс из живых и инертных компонентов, связанных друг с другом с помощью материального и энергетического обмена; один из самых наиболее сложных систем в природе.

Среди самых живых компонентов в биогеоценозе являются автотрофные организмы (фотосинтезирующие зеленые растения и микроорганизмы) и гетеротрофные организмы (животные, грибы, многие бактерии, и вирусы), и среди самых инертных компонентов являются атмосферы слоя вокруг на земле, с его газом и тепловыми ресурсами, и солнечной энергией; и почвы, с его водой и минеральными ресурсами.

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.

Как воробьи воспринимают звук в зависимости от времени года

Биогеоценоз растений

По способу выживаемости и жизненным характеристикам, растения биогеоценоза делятся на три группы:

Эксплерентов
Виолентов
Патиентов

Растения первой группы растут на территориях без конкуренции, это либо новые, либо наоборот разрушенные места. Не обладают большими запасами органического вещества, высокоплодовитые. Примеры: Иван-чай, одуванчик, марьянник луговой, сорняки.

Вторая группа включает в себя растения способные к конкуренции, обладающие хорошо развитой корневой системой. Их можно отнести к фундаментальной нише экологии. Примеры: полынь обыкновенная, крапива, тростник.

Растения третьей группы, используя специальные биохимическо-физиологические процессы, прекрасно переносят неблагоприятные условия природы и устойчивы к стрессу. Примеры: Саксаул, типчак, кислица.

Что такое биогеоценоз

Если взять любой участок земли, на котором хотя бы в каком-то виде присутствует жизнь, можно обнаружить много видов организмов, связанных между собой с помощью круговорота энергии и веществ. Такие биотопы, т. е. участки суши, называются биогеоценозами. Это один из видов экосистемы, для которого характерны все признаки последней:

1. Целостность.

2. Саморегулирование.

3. Самовоспроизведение.

Чтобы определить, какие причины вызывают смену биогеоценозов, необходимо понимать целостность и сложность организации этой природной системы. Ее составляющими являются животные, растения, грибы, бактерии и другие микроорганизмы. Между ними образуются тропические, трофические, фабрические, топические связи, которые являются основой круговорота органических и неорганических веществ.

Пищевые цепочки – это основной способ передачи энергии между организмами. Они бывают пастбищные и детритные, сильноразветвленные и слаборазветвленные, с большим количеством звеньев и с малым количеством звеньев. Все это в совокупности наделяет биогеоценоз способностью к саморегуляции и самовоспроизведению.

Описание

В зарубежной литературе термин биогеоценоз был малоупотребим, из-за схожего понятия — экосистема.

Экосистема — система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема — более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определённый участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами большинство искусственных экосистем.

Таким образом, 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 совокупность абиотических факторов в пределах территории, которую занимает биогеоценоз и организмы из других биогеоценозов.

По содержанию экологический термин «биогеоценоз» идентичен физико-географическому термину фация.

Свойства

естественная, исторически сложившаяся система
Схема Биогеоценоза
система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определённом постоянном уровне
характерен круговорот веществ
открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой — Солнце

Основные показатели

Видовой состав — количество видов, обитающих в биогеоценозе.
Видовое разнообразие — количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объёма.

В большинстве случаев видовой состав и видовое разнообразие количественно не совпадают и видовое разнообразие напрямую зависит от исследуемого участка.

Биомасса — количество организмов биогеоценоза, выраженное в единицах массы. Чаще всего биомассу подразделяют на:
- биомассу продуцентов
- биомассу консументов
- биомассу редуцентов
Продуктивность
Устойчивость
Способность к саморегуляции

Пространственные характеристики

Переход одного биогеоценоза в другой в пространстве или во времени сопровождается сменой состояний и свойств всех его компонентов и, следовательно, сменой характера биогеоценотического метаболизма. Границы биогеоценоза могут быть прослежены на многих из его компонентов, но чаще они совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов). Толща биогеоценоза не бывает однородной ни по составу и состоянию его компонентов, ни по условиям и результатам их биогеоценотической деятельности. Она дифференцируется на надземную, подземную, подводную части, которые в свою очередь делятся на элементарные вертикальные структуры — био-геогоризонты, очень специфичные по составу, структуре и состоянию живых и косных компонентов. Для обозначения горизонтальной неоднородности, или мозаичности биогеоценоза введено понятие биогеоценотических парцелл. Как и биогеоценоз в целом, это понятие комплексное, так как в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера.

Механизмы устойчивости

Одним из свойств биогеоценозов является способность к саморегуляции, то есть к поддержанию своего состава на определённом стабильном уровне. Это достигается благодаря устойчивому круговороту веществ и энергии. Устойчивость же самого круговорота обеспечивается несколькими механизмами:

достаточность жизненного пространства, то есть такой объём или площадь, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами.
богатство видового состава. Чем он богаче, тем устойчивее цепи питания и, следовательно, круговорот веществ.
многообразие взаимодействия видов, которые также поддерживают прочность трофических отношений.
средообразующие свойства видов, то есть участие видов в синтезе или окислении веществ.
направление антропогенного воздействия.

Таким образом, механизмы обеспечивают существование неменяющихся биогеоценозов, которые называются стабильными. Стабильный биогеоценоз, существующий длительное время, называется климаксическим. Стабильных биогеоценозов в природе мало, чаще встречаются устойчивые — меняющиеся биогеоценозы, но способные, благодаря саморегуляции, приходить в первоначальное, исходное положение.

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 неживой природой, 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 абиотических факторов. 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.

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, растительноядные рыбы, 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.

Изменения в биогеоценозах. Главные причины смены

Экосистема – это динамическая природная структура, в которой поддерживаются собственные «законы и правила» развития. Если рассматривать ее на протяжении большого промежутка времени, можно отметить разницу в соотношении органических и неорганических веществ, а также обнаружить постоянную замену одних организмов другими. Каковы основные причины смены биогеоценозов?

1. Нормальные природные процессы внутри сообщества (сукцессия).

2. Антропогенные факторы: вырубка лесов, осушение болот, в более масштабном смысле – загрязнение атмосферы и водоемов.

3. Воздействие каких-либо климатических аномалий: сушь, сильные морозы, бураны и шторм (катастрофические факторы).

В сегодняшних реалиях влияние антропогенного фактора на экосистемы и природу в целом резко возросло. Сейчас только в отдаленных уголках можно наблюдать естественную смену одного биотопа другим.

Динамическое равновесие системы

Динамическим равновесием характеризуются взаимоотношения организмов между собой и с окружающей их неживой природой. Например, в год, когда погодные условия благоприятны (множество солнечных дней, значения влажности и температуры оптимальны) растения производят повышенное количество первичных органических веществ. Такое обилие пищи приводит к тому, что грызуны начинают массово размножаться. Это, в свою очередь, вызывает увеличение паразитов и хищников, которые сокращают количество грызунов. В итоге это приводит к уменьшению числа хищников, поскольку какая-то их часть гибнет от недостатка пищи. Тем самым исходное состояние экосистемы восстанавливается.

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.

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.

Вариант №3

Если не хочется надевать шапку, здесь снова выручит снуд. Особенно хорошо, если он длинный: надевается на голову, перекручивается в несколько кругов впереди, а оставшийся хвост оказывается на шее.

Чтобы было более красиво, можно приколоть брошь.

В случае короткой длины шарфа, он просто накидывается на шею, а задняя часть – на голову. Однако следует избегать слишком больших мотков, иначе появится лишний объем.

Свойства биогеоценоза

Основными свойствами биогеоценоза являются:

Целостность. Солнечная энергия и питательные вещества обеспечивают все живые организмы. Неиспользованная пища переносится во внешнюю среду, возвращаясь в круговорот веществ, который происходит непрерывно;
Устойчивость. Сложившийся биогеоценоз способен выдержать испытания внешней среды;
Саморегуляция. Поддерживание определенного количества живых существ в разных пищевых цепях и сетях;
Самовоспроизводство. Способность организмов к размножению и воссозданию популяций;
Изменение. Явления, связанные с чередованием времен года, влияют на численный состав организмов.

Солнце — это планета или звезда

Все звезды, которые можно увидеть невооруженным глазом или с помощью телескопа в ночное время, являются газовыми шарами, в которых происходили или происходят термоядерные реакции. Это же касается и тех звезд, которые вне поля нашего зрения.

Мы видим его гораздо большим, чем другие звезды, так как оно находится ближе всего к нашей планете. Земля — это планета, которая вращается вокруг солнца. Последнее утверждение было неочевидным всего лишь несколько столетий назад, когда на такую точку зрения можно было поплатиться жизнью (как это было с Джордано Бруно).

Звезды бывают разными (~~синими, белыми, красными~~) по величине и температуре. Классифицируют их по цветам:

Красные. Температура их поверхности находится в пределах 2 000-5 000 К.
Желтые. Их температура достигает 5 000-7 500 К.
Белые. Поверхность таких звезд нагрета до температуры 7 500-30 000 К.
Голубые. Температура их поверхности достигает 80 000 К.

Эта классификация является приблизительной. Так как ученые выделяют еще бело-голубые, желто-белые и оранжевые звезды.

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.

Устойчивость биогеоценоза

Устойчивостью называют способность непрерывно поддерживать структуру. Больше всего на нее оказывает влияние богатство видового состава. Именно от него зависит круговорот веществ и энергии. Бедные сообщества неустойчивы. К неблагоприятным воздействиям готовы сложные биогеоценозы, характеризующиеся многоярусностью и разнообразными пищевыми отношениями.

Формы взаимоотношений между организмами в биогеоценозахВсе элементы системы тесно связаны друг с другом. Взаимосвязь может быть положительной, отрицательной и нейтральной. Отношения, которые приносят пользу одному или обоим организмам, называют симбиозом. Они возникают среди животных, птиц, растений, грибов. Ярким примером симбиоза являются пчелы и цветы.

Если один вид поедает другой, то речь идет о хищничестве. Для большинства животных характерно охотничье поведение. Паразитизм предполагает, что одни виды будут жить за счет ресурсов других. Хозяин не только источник пищи, но и постоянное место обитания паразита. При аменсализме один вид угнетает или убивает другой, при этом не получая для себя никаких благ.

Комменсализм подразумевает, что только один из видов получит пользу. При нейтрализме два вида, проживающие в одном биогеоценозе, никак друг от друга не зависят. Как правило, животные не контактируют. Конкуренция предполагает, что два вида будут соперничать друг с другом за одни и те же ресурсы.

Смена биогеоценозов

Численность видов в условиях одной системы постоянно меняется. Из-за различных факторов на смену одних биогеоценозов приходят другие. Скорость таких изменений может быть разной. Лесные пожары, вырубки изменят экосистему в пределах одного поколения людей. На то, чтобы вместо дюн были образованы леса, уйдут тысячелетия.

Главная роль в развитии биогеоценоза отведена растениям. Процесс саморазвития сообществ называется сукцессией. Самым простым примером смены биогеоценоза может послужить зарастание водоема. Сначала он покрывается тиной, а затем заболачивается. Видовой состав организмов будет существенно отличаться от обитателей водоема.

Значение биогеоценоза.

Биогеоценоз играет огромную роль в экосистеме. С помощью этого процесса создаются благоприятные условия для разнообразных видов, которые осуществляют непрерывный круговорот веществ и энергии. Что способствует балансу и равновесию во всей биосфере.

Для человека биогеоценоз создает материалы для строительства, изготовления одежды, промышленного производства, а также продукты питания и вещества для лечения.

Необходимо беречь природу, сохраняя её богатый потенциал, не нарушая функционирования всех процессов, необходимых для жизни экосистемы

Важно помнить об этом и не загрязнять окружающую нас среду

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, накипные лишайники, сине-зеленые. Продуцентами являются сине-зеленые, водоросли 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 пищевая сеть. 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

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 растительноядных животных (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.

Отличие биогеоценоза от агроценоза, биоценоза и экосистемы

Под агроценозом подразумевают искусственную экосистему, которая была создана людьми. Она, в отличие от биогеоценоза, не имеет устойчивых связей. Каждое естественное природное сообщество формировалось на протяжении столетий. На его развитие оказывал влияние естественный отбор. Поля и плантации, созданные человеком, подчиняются искусственному отбору. С помощью людей агроценозы получают дополнительную энергию, в то время как биогеоценозы существуют за счет солнечной энергией.

Биоценозом называют совокупность живых организмов, которые населяют определенное пространство. Это может быть не только участок суши, но и водоем. Понятие биогеоценоза гораздо шире, оно включает в себя биоценоз и факторы окружающей среды.

Термин «экосистема» придумал английский ботаник А. Тенсли. Он гораздо шире, чем биогеоценоз и агроценоз. Оба понятия тождественны, если речь идет о лесах, лугах или полях. Природные сообщества, в которых невозможно выделить фитоценоз, попадают под определение экосистемы. Каждый биогеоценоз является экосистемой, но не каждая экосистема соответствует биогеоценозу.

Типы смен экосистем

Очень часто смены экосистем в природе происходят внезапно и по причинам, чуждым биогеоценозу. Например, при удалении его основных компонентов (вырубка леса, пожар, распашка, выпас скота) или под влиянием затопления, заливания вулканической лавой, или в результате вселения новых видов из других географических районов. Здесь фактор, вызывающий смену, необычен, чужд биогеоценозу. При такой ситуации происходят быстрые и резкие изменения всей структуры экосистемы, вплоть до ее разрушения. Это может происходить как под влиянием естественных сил (стихийно), так и в результате природопользовательской деятельности человека. Смены, совершающиеся внезапно, по причинам, чуждым экосистеме, В.Н. Сукачев называл катастрофическими.

При катастрофической смене фактор, вызывающий смену, никак не связан с предшествующим ходом развития самого биогеоценоза и дает несвойственные ему направления в развитии, часто оканчивающиеся разрушением всех биогеоценотических связей, почв, деградацией или гибелью экосистемы. Но с прекращением действия катастрофического фактора, внезапно разрушившего биогеоценоз, на этой территории начинается иная, новая, линия развития живого покрова, идущая по типу сукцессионной смены. Различают два типа сукцессионных смен — первичные и вторичные сукцессии.

Первичные сукцессии начинаются на пустых, лишенных жизни местах — на голых скалах, песчаных наносах рек, в искусственных водоемах — прудах, на остывшей лаве и пр. Поселяющиеся здесь виды своим существованием необратимо изменяют условия среды обитания (создают почву, особый микроклимат). Один вид вытесняет другой (как на конвейере), и спустя какое-то время образуется устойчивое многовидовое сообщество.

Вторичные сукцессии идут на территории, где были нарушены установившиеся связи между популяциями в уже сложившихся сообществах. Такие смены чаще называют восстановительными. Примером может служить восстановление коренного лесного биогеоценоза после пожара или вырубок. Вторичные смены идут значительно быстрее первичных, так как в нарушенном местообитании может сохраниться почва или часть прежнего населения (семена, корневища, обгоревшие деревья, обитатели почвы и пр.).

Изучение смен биогеоценозов показывает, что они находятся в постоянном развитии и что даже хорошо сложившееся коренное сообщество, хотя и довольно медленно, но изменяется. Такие сукцессии охватывают очень длительные периоды времени, поэтому их называют вековыми сменами экосистем. Они происходят в связи с изменением климата на планете, рельефа и других свойств поверхности Земли. Вековые смены начинаются не с заселения незанятых жизнью местообитаний, а с перестройки внутренних связей уже сложившихся и функционирующих экосистем. Этот процесс сопровождается эволюцией самих видов, появлением среди них более адаптированных к новым условиям. Вековые смены отражают историю развития биосферы.

Развитие и смена живого покрова на нашей планете, многообразие видов и экосистем тесно связаны с вековыми сменами, идущими на Земле с момента появления на ней живого вещества и биосферы.

Совокупность многообразных естественных и культурных биогеоценозов образует целостный биогеоценотический покров Земли, то есть биосферу, а отдельная экосистема представляет ее элементарную структурную единицу. Естественные биогеоценозы все чаще уступают свою территорию (путем катастрофических смен) культурным, особенно агробиоценозам (агроэкосистемам). Поэтому уже значительная доля (более 10 %) глобальных функций биогеоценозов (поддержание газового состава и гидротермического режима атмосферы, качество почв, создание первичной продукции и др.) выполняется в биосфере агроэкосистемами. Пропорционально этой доле возрастает и мера ответственности человека за судьбу биосферы.

Структура биогеоценоза

Видовой состав систем всегда различен. На него влияет поступление и распределение света, состав почвы и климатические условия. Ученые рассматривают несколько структур:

Видовая. Она предполагает разнообразие живых организмов, их состав и количество. Сокращение одного вида носит угрозу существованию биогеоценоза.
Пространственная. Популяции распространяются по ярусам, в зависимости от своих потребностей. Чаще всего ярусность определяется растениями. Животные способствуют распространению семян и пыльцы.
Экологическая. Соотношение живых существ зависит от неорганической среды.
Трофическая. Животные в составе одного биогеоценоза служат пищей друг для друга. Сложные пищевые связи образуют пищевые сети.

Поскольку биогеоценозы складываются много сотен лет подряд, ученые периодически вводят новые компоненты в их структуру.