Экологические сообщества. Структура сообщества

24. Экологические сообщества. Структура сообщества

На экране

Текст «Экологические сообщества.

Структура сообщества»

Следующим за популяцией более высоким уровнем организации живого является биоценоз (биотическое сообщество), который включает в себя множество популяций разных видов, взаимодействующих между собой.

Текст «Биоценоз (биотическое сообщество) включает в себя множество популяций разных видов, взаимодействующих между собой»

В биоценоз входят фитоценоз (совокупность растительных популяций), зооценоз (совокупность животных популяций) и микробоценоз (совокупность популяций микроорганизмов).

Схема «Составные части биоценоза»

Биоценоз характеризуется определенными свойствами: видовым разнообразием, структурой пищевой сети, биомассой, продуктивностью и др. Выявление взаимосвязи между свойствами и структурой сообщества, проявляющиеся вне зависимости от видового состава – одна из важнейших задач экологии.

Текст «Выявление взаимосвязи между свойствами и структурой сообщества, проявляющиеся вне зависимости от видового состава – одна из важнейших задач экологии»

Если при изучении сообщества организмов учитывается и его физиологическая среда обитания, то говорят об экосистеме. Экосистема является еще одним объектом экологии, которая включает биоценоз с условиями его обитания. Экосистемой можно назвать пруд, ручей, лужу, луг, поле.

В экосистемах происходит круговорот потоков веществ и энергии, которые циркулируют между живыми и неживыми компонентами природы. Экосистема – это то, что объединяет живое и неживое, это и есть сама природа.

Схема «Структура экосистемы»

Понятие «экосистема» относится не только к естественным, но и к искусственным комплексам, поэтому для обозначения природных экосистем используют термин «биогеоценоз».

Биогеоценоз – это участок земной поверхности, на протяжении которого сложная система взаимодействия живой (биоценоз) и неживой (экотоп) природы сохраняется однородной. Граница биогеоценоза определяется границей фитоценоза. В каждом биогеоценозе осуществляется свой вещественно-энергетический обмен.

Текст «Биогеоценоз – это участок земной поверхности, на протяжении которого сложная система взаимодействия живой (биоценоз) и неживой (экотоп) природы сохраняется однородной»

Схема «Структура биогеоценоза»

Классифицируя наземные экосистемы, как правило, пользуются сочетанием признаков растительных сообществ, составляющих основу экосистемы, и климатических (зональных) признаков. Например, сфагновое болото, ельник кислично-черничный, лес сосновый, степь, тундра лишайниковая. Также для классификации экосистемы используют экологические признаки местообитаний. Например, речная экосистема, экосистема пойменного луга, экосистема песчаной пустыни.

Текст «Классифицируя наземные экосистемы, как правило, пользуются сочетанием признаков растительных сообществ, составляющих основу экосистемы, и климатических признаков. Также для классификации экосистем используют экологические признаки местообитаний»

Все экосистемы также взаимосвязаны между собой и в совокупности образуют живую оболочку Земли, называемую биосферой.

Текст «Биосфера – живая оболочка Земли»

В течение длительного времени человек видоизменяет природу под себя, что приводит к образованию искусственных экосистем.

Типичным примером искусственных экосистем являются агробиоценозы, которые создаются с целью получения сельскохозяйственной продукции. На данный момент агробиоценозы занимают более 10 процентов поверхности суши. К ним относятся огороды, поля, пастбища, сады.

Текст «Агробиоценоз – искусственная экосистема, созданная человеком для получения сельскохозяйственной продукции»

В агробиоценозе складываются пищевые цепи аналогичные тем, что существуют в природных экосистемах, т.е. здесь присутствуют продуценты в виде культурных растений и сорняков, консументы (различные птицы, грызуны и хищники) и редуценты (микроорганизмы и грибы).

Текст «Компоненты агробиоценоза – пшеничное поле»

Не смотря на это, между естественными и искусственными экосистемами существуют значительные различия. Природные экосистемы являются устойчивыми, а агробиоценозы без участия человека существуют крайне непродолжительный период. Источником энергии для естественных экосистем является только энергия Солнца, в то время как агробиоценозы получают дополнительную энергию от человека (обработка почвы, внесение удобрений, обработка от вредителей и т.п.). В природных экосистемах совершается полный круговорот вещества и энергии. В случае агробиоценоза это невозможно, так как большая часть продукции изымается человеком, в результате чего необходимо постоянно поддерживать плодородие почвы, внося удобрения.

Таблица «Различия между естественными и искусственными экосистемами»

признак	естественная экосистема	искусственная экосистема
устойчивость	устойчивая	без участия человека неустойчива
источник энергии	Солнце	Солнце, а также дополнительная энергия от человека
круговорот вещества и энергии	полный	неполный из-за деятельности человека

Агробиоценозы практически полностью обеспечивают человечество пищевой энергии, но из-за не всегда правильного ведения сельскохозяйственного производства, происходит засоление, эрозия, опустынивание, потеря плодородия почв и загрязнение окружающей среды.

Текст «Агробиоценозы практически полностью обеспечивают человечество пищевой энергии, но из-за не всегда правильного ведения сельскохозяйственного производства, происходит засоление, эрозия, опустынивание, потеря плодородия почв и загрязнение окружающей среды»

К искусственным экосистемам, занимающим все большие и большие территории, относятся экосистемы городов и промышленных предприятий. В отличие от агробиоценозов, в данном случае сильно нарушено соотношение продуцентов, консументов и редуцентов. Здесь в принципе невозможно экологическое равновесие: энергия и ресурсы поступают в город извне, сам город производит огромное количество токсичных отходов и газов, выделяя их в окружающую среду, все регулирование человек осуществляет сам.

Текст «В городских экосистемах невозможно экологическое равновесие»

Город не может быть абсолютно благоприятной экосистемой, но нужно стараться делать так, чтобы он, по крайней мере, не вредил здоровью людей. Замечено, что продолжительность жизни жителей городов меньше чем у жителей деревень. Это связано с тем, что городской человек постоянно испытывает на себе действие большого количества токсических отходов, газов, недостаток солнечного света и свежего воздуха, воздействие большого количества шума, что в сумме сказывается в общем на его здоровье и самочувствии.

Текст «Городской человек постоянно испытывает на себе действие большого количества токсических отходов, газов, недостаток солнечного света и свежего воздуха, воздействие большого количества шума и т.д., что в сумме сказывается в общем на его здоровье и самочувствии»

Для улучшения состояния городской экосистемы нужно позаботиться не только о социальных аспектах – зданиях, дорогах, транспорте, коммуникациях, но и о биологических – зеленых массивах, парках, скверах.

Экологи считают, что пока не поздно пора отойти от концепции «человек и природа» и перейти к новой -«человек – часть природы».

Текст «Пора отойти от концепции «человек и природа» и перейти к новой - «человек – часть природы»»

Структура сообщества – соотношение различных групп организмов, которые отличаются друг от друга систематическим положением, ролью в процессах переноса вещества и энергии, занимаемым местом в пространстве в трофической цепи, а также любым другим признаком, который важен для осознания закономерностей функционирования природных экосистем.

Текст «Структура сообщества – соотношение различных групп организмов, которые отличаются друг от друга систематическим положением, ролью в процессах переноса вещества и энергии, занимаемым местом в пространстве в трофической цепи, а также любым другим признаком, который важен для осознания закономерностей функционирования природных экосистем»

Видовая структура экосистемы выражается в числе видов, входящих в состав сообщества, и количественном соотношении видовых популяций. Как правило, в одной экосистеме есть несколько преобладающих видов, которые обладают большим числом особей или большой биомассой, а остальных видов много, но встречаются они редко. Видовое разнообразие характеризует экологическое разнообразие в целом. От  количества видов зависит количество экологических ниш: чем больше видов, тем больше экологических ниш. Это в свою очередь влияет на устойчивость сообщества: чем больше разнообразие видов, тем больше вероятность адаптации сообщества к изменяющимся условиям.

Текст «Видовая структура экосистемы выражается в числе видов, входящих в состав сообщества, и количественном соотношении видовых популяций»

Морфологическая структура – пространственное сложение сообщества. Морфологическая структура напрямую характеризует фитоценоз экосистемы, а вследствие, и зооценоз. Растительность сообщества можно разделить как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Текст «Морфологическая структура – пространственное сложение сообщества»

По вертикали фитоценоз делится на ярусы, в которых по уровням распределяются надземные и подземные части растений конкретных жизненных форм. Ярусность хорошо выражена в лесных фитоценозах, где различают следующие ярусы: древесный (высокие и низкие деревья), кустарниковый (подлесок), травяно-кустарничковый, мохово-лишайниковый, подстилка (опад листвы). Благодаря ярусности осуществляется максимальное использование ресурсов среды. Растения разных ярусов занимают разные экологические ниши, а, значит, уменьшается конкуренция и увеличивается видовое разнообразие. Зооценоз также распределяется по ярусам. Например, одни птицы строят гнезда на верхушках деревьев, другие в кроне, третьи на земле.

Текст «По вертикали фитоценоз делится на ярусы, в которых по уровням распределяются надземные и подземные части растений конкретных жизненных форм»

Рисунок «Ярусность в лесу»

Горизонтальное расчленение сообщества выражается отдельными элементами – микрогруппировками, которые формируются из-за неоднородности условий жизни.

Текст «Горизонтальное расчленение сообщества выражается отдельными элементами – микрогруппировками, которые формируются из-за неоднородности условий жизни»

В результате поедания одного организма другим происходит трансформация вещества и перенос энергии. Перенос энергии пищи от ее источника через ряд организмов, который происходит за счет поедания одним организмом другого, называется пищевой цепью. Пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые сети. Так строится трофическая структура сообщества.

Текст «Трофическая структура

Пищевая цепь - перенос энергии пищи от ее источника через ряд организмов, который происходит за счет поедания одним организмом другого.

Пищевая сеть – переплетение множества пищевых цепей»