Для 9 - х классов

Прочитайте материал и напишите конспект.

Понятие о природном сообществе, биогеоценозе и экосистеме

Сложившийся комплекс живых организмов, характерный для данных конкретных условий, представляет собой единую природную целостность. Такое взаимодействующее единство комплекса разнообразных организмов и условий абиотической среды (т.е. неживой природой) называют природным сообществом, или биогеоценозом (от греч. биос – "жизнь", гео – "земля", койнос – "общий").

Понятие о биогеоценозе ввел в науку российский ученый-геоботаник Владимир Николаевич Сукачев.

Природное сообщество (биогеоценоз) – это совокупность растений, животных, бактерий, грибов и условий абиотической среды на определенной территории. Лес, луг, поле, болото – это особые биогеоценозы или биосистемы.

Одни организмы из неорганических веществ и солнечной энергии создают органические вещества и запасают в них энергию. Это многочисленная группа зеленых растений – автотрофы. Другая группа организмов – гетеротрофы – потребляют созданные растениями органические вещества и энергию. Это животные и грибы. Третья группа – тоже гетеротрофы (это бактерии, грибы, животные), но они разлагают мертвые органические вещества до неорганических веществ (соли, углекислый газ, вода). В результате образовавшиеся неорганические вещества возвращаются снова в окружающую среду, где они вновь поглощаются зелеными растениями в процессе их фотосинтеза и почвенного питания. В итоге такого взаимодействия в биогеоценозе создается круговорот веществ и поток энергии: движение веществ и энергии из окружающей среды к одним организмам (к растениям), от них – к другим организмам (различным гетеротрофам), а от них – вновь в окружающую среду.

 В характеристике любого биогеоценоза важной его частью выступает совокупность зеленых растений, которую называют растительным сообществом, или фитоценозом (от греч. фитон – "растение" и койкос – "общий").

Измененная живыми организмами внутренняя среда сообщества называется местообитанием, или биотопом (от греч. биос – "жизнь" и топос – "место"). Местообитание (биотоп) – это не территория, занимаемая сообществом, а присущий ему комплекс экологических условий среды ("внутренняя среда"), в создании которого сами организмы тоже принимают участие.

Все скопления многочисленных и различных по форме растений распределяются в пространстве, занимаемом сообществом, в соответствии со своими потребностями и особенностями формы тела. Внешне это выражено в строении природного сообщества. Оно представлено в виде ярусов (этажей), возвышающихся один над другим. В этих ярусах размещаются важнейшие органы растений, осуществляющие воздушное и почвенное питание, и органы размножения (рис. 129).

Первым подземным ярусом называют самый глубокий ярус, а третьим подземным ярусом – самый близкий к поверхности почвы.

Количество ярусов (подземных и надземных) в разных растительных сообществах неодинаково. Чем более благоприятны условия, тем бывает больше ярусов. Если в дубраве можно выделить 5-6 надземных ярусов, то в ельнике их обычно 3, а в тропических лесах насчитывается 9-10.

Сочетанием разных жизненных форм: деревьев, кустарников, трав, мхов, а также других обитателей – водорослей, бактерий, грибов, лишайников, животных – обеспечивается наиболее полное использование биогеоценозом природных условий на данной территории.

В разных ярусах наблюдаются неодинаковые условия местообитания. Так, например, в верхнем ярусе сказывается яркое солнечное освещение и дуют сильные ветры. Поэтому верхний ярус занимают светолюбивые виды растений, у которых ветер переносит пыльцу, осуществляет распространение семян.

В ярусах ближе к почве значительно меньше света, так как кроны деревьев поглощают его, но в воздухе больше влаги, нет ветра. В этом ярусе леса могут нормально развиваться лишь сравнительно теневыносливые растения, с насекомоопыляемыми цветками и с плодами (семенами), которые распространяются животными (птицами, зверями). Поэтому многие животные размещают здесь свои гнезда.

У самой поверхности почвы много перегноя, теплее, чем в других местах, много углекислого газа и влаги, но мало света. Поэтому в самых нижних ярусах поселяются тенелюбивые виды растений. Их характеризуют широкие темно-зеленые листья, белая окраска цветков, самоопыляемость, распространение семян с помощью муравьев или на ногах крупных животных. В подстилке – перегнойном слое почвы – поселяется много организмов с сапротрофным типом питания (грибы, бактерии, черви и др.).

Таким образом, растения, в большом количестве входящие в биогеоценоз, различны по своим биологическим и экологическим свойствам, размещаются в разных ярусах, и потому они не создают трудностей друг другу, обитая на одной и той же территории. Все виды организмов природного сообщества как бы дополняют друг друга в использовании условий окружающей среды.

Природное сообщество (биогеоценоз) – это комплекс разнообразных живых организмов, приспособленных к совместной жизни.

Приспособленность к совместному существованию проявляется также в неодинаковых ритмах (т.е. темпах и сроках) развития. Во внешнем облике биогеоценоза это проявляется в виде чередования массового цветения то одних, то других видов растений. Так же "слоями", один сменяя другого, в течение лета появляются в биогеоценозе плодовые тела разных видов шляпочных грибов. Неодновременное цветение разных видов растений обеспечивает их достаточным количеством опылителей и других условий, которых в окружающей среде никогда не бывает в избытке. Расцветая как бы по очереди, виды один за другим получают "свою долю" ограниченных условий среды обитания.

Размещение живых организмов по ярусам в пространстве и их различное развитие во времени обеспечивают возможность размещения на небольшой территории земной поверхности большого количества видов из разных царств живой природы.

Приспособления организмов к совместной жизни проявляются также в различных типах взаимоотношений между отдельными видами природного сообщества. Среди них: создание микоризы между высшим растением и грибом, образование лишайников – симбиоз водорослей и грибов, взаимосвязь между цветковым растением-хозяином и его грибом-паразитом.

Некоторые виды лишайников (уснея повислая), мхов, зеленых водорослей, размещаясь на стволах деревьев как эпифиты (от греч. эпи – "над" и фитон – "растение"), оказываются достаточно высоко приподнятыми над поверхностью почвы. Поднявшись чуть выше, они получают больше света, воздуха, не замокают от чрезмерной почвенной влаги. От такого сожительства эпифиты получают пользу, тогда как для дерева оно безразлично. А вот поселившиеся на растениях грибы-паразиты, развиваясь, наносят большой ущерб растению-хозяину. Таких полезных и вредных взаимосвязей между видами в биогеоценозе много. Таким образом, природное сообщество (биогеоценоз) – это совокупность большого количества видов, взаимодействующих между собой и приспособившихся к совместной жизни и к условиям своего обитания.

Смена природных сообществ

Смена биогеоценоза – это замена одного природного сообщества качественно иным природным сообществом.

Чаще всего смена природного сообщества начинается изменениями в составе растительных видов. Так как комплекс растений в природном сообществе более других влияет на условия обитания и видовой состав гетеротрофного населения, то вскоре изменяется и гетеротрофное население биогеоценоза.

Причины, вызывающие смену, бывают внешние для природного сообщества и внутренние, заключенные в нем самом.

Внешней причиной естественной смены сообществ могут быть изменения климата или рельефа, состава и структуры почвы, подтопление территории, извержение вулкана, обвалы и оползни, огонь.

Внутренней причиной смены является воздействие самих растений и других живых организмов, входящих в биогеоценоз, на условия его среды и на других его обитателей. Такое влияние называют средообразующим действием населения биогеоценоза.

Примером смены, происходящей под воздействием внутренних причин – в связи с жизнедеятельностью самих растений, может служить появление елового леса на луговых (или брошенных) землях в северных зонах нашей страны. Развивающиеся здесь вначале травянистые, а затем мелколиственные леса (березняки или осинники, ольховники) являются неустойчивыми, временными природными сообществами.

Такое событие происходит потому, что поселяющиеся здесь виды растений своим средообразующим влиянием создают условия, в которых не могут развиваться молодые особи. Подобные сообщества развиваются, но существуют недолго, потому их называют временными биогеоценозами. Во временное сообщество всегда начинают вселяться виды, среди которых оказываются такие сильные средообразователи, которые создают совсем иные условия существования на данной территории. Притом их молодые и взрослые особи оказываются способными хорошо развиваться в этих новых условиях среды, давать семена и надолго удерживать данную территорию. Так спустя много лет появляется еловый лес. В этом случае говорят, что появилось устойчивое, коренное, или конечное, природное сообщество.

Коренными биогеоценозами являются ельник, дубрава, торфяное болото, а березняк, осинник, ивняк, луга (лесные поляны) – временными.

Даже в случае одновременного попадания на какую-либо территорию семян ели и березы вначале разовьется временный – березовый – лес, а потом его сменит коренной – еловый (рис. 130). Дело в том, что береза растет быстрее ели. Опад листьев березы делает почву плодородной. В таких условиях под пологом березового леса на плодородной почве хорошо растут теневыносливые молодые ели. Спустя годы ель вырастает до больших размеров, выходит в верхний ярус. К этому времени старые деревья березы постепенно выпадают из древостоя, а молодые березки не появляются. Береза светолюбива и в затенении под еловыми кронами расти и развиваться не может. Так в растительном покрове путем смены лугового сообщества появляется вначале березовый лес с его особым населением, который затем сменяется еловым. Причиной смены сообществ в этом случае являются биологические свойства самих растений (быстрота роста, светолюбивость, перегной от опавших листьев). Такая смена происходит медленно, на протяжении многих десятков лет. При этом одно природное сообщество заменяется другим, каждый раз более сложным по видовому составу, и с обитателями, обладающими более сильными средообразующими свойствами.

Такой постепенный процесс смены природных сообществ называют сукцессией (от лат. сукцессио – "преемственность").

Однако значительно чаще смена природных сообществ происходит по причинам внешним, не связанным с жизнедеятельностью населения биогеоценоза. Пожар от незатушенного костра, выпас скота, вырубка деревьев в лесу приводят к быстрым сменам. Изменения бывают настолько глубокими, что природное сообщество может полностью разрушиться, исчезнуть. Часто в северных районах России территория после вырубки ценного хвойного леса надолго (80-120 лет) оказывается занятой менее ценным осинником. А на местах выгоревшего леса могут быстро развиваться моховые болотные сообщества. Поэтому человек должен хозяйствовать в природе так, чтобы не разрушать живой покров, а наоборот, со знанием дела поддерживать естественное состояние всего разнообразия биогеоценозов в своем регионе.

Многообразие природных сообществ

Часто процесс возникновения природных сообществ происходит естественно, независимо от человека, поэтому их и называют естественными. На каждой достаточно обширной территории можно встретить разные типы природных сообществ: леса, болота, луга, степи. В ландшафте они хорошо различаются по внешнему виду, который определяется частью биогеоценоза – растительным сообществом. Вот почему о многообразии природных сообществ судят именно по растительным сообществам.

Леса – естественные биогеоценозы с преобладанием древесных растений. В умеренно холодном климате на территории нашей страны особенно широко представлены хвойные леса. В них преобладают ель, сосна, пихта, лиственница. Они как основные члены сообщества образуют еловые, сосновые (их называют борами), пихтовые и лиственничные леса.

Помимо елей в еловых лесах произрастают кустарнички (черника, брусника), многолетние травы (кислица обыкновенная, седмичник европейский, майник двулистный, грушанка круглолистная). На почве много зеленых мхов. Изредка встречается рябина, семена которой заносят гнездящиеся на елях дрозды.

Луг тоже естественное природное сообщество, в котором преобладают многолетние травы. Обычно это сообщество злаковых или разнотравных растений в местах с достаточным увлажнением почвы.

Есть луга пойменные – они тянутся вдоль рек, иногда их заливают весенние воды. Суходольные луга формируются в виде лесных полян и безлесных долин. Альпийские луга образуются высоко в горах, потому их еще называют высокогорными.

Кроме естественных природных сообществ (леса, луга, болота, степи) есть искусственные, или культурные, биогеоценозы, создаваемые человеком. К ним относятся поля, сады, огороды, парки, скверы. Полевые сообщества, созданные трудом человека, обычно называют агроценозами (от греч. агрос – "поле").

В культурных природных сообществах мало видов, поэтому они неустойчивы и могут существовать только при условии постоянной заботы человека о них. Человек определяет виды, которые целесообразно выращивать в культурном сообществе, создает и постоянно регулирует почвенную среду, водообеспечение, сроки посева (посадки) и уборки урожая.

Без помощи человека культурное сообщество быстро теряет устойчивость. На брошенных пашнях, садах вскоре начинается развитие естественных сообществ, чаще всего леса.