1. Что такое биогеоценозы? Назовите и охарактеризуйте как можно подробнее составляющие их компоненты. 2. Что такое биоценоз? Какие показатели его характеризуют? 3. Что такое биомасса? В результате чего она образуется?

1. Биогеоценозы: определение и компоненты

Биогеоценоз — это природная система, включающая живые организмы и участок неживой природы, с которым они тесно связаны обменом веществ и энергии. Иначе говоря, биогеоценоз — это единство живой и неживой природы на определённой территории.

Термин «биогеоценоз» был предложен русским учёным В. Н. Сукачёвым. В качестве примеров биогеоценозов можно привести лес, луг, болото, озеро, степной участок, ельник, дубраву.

Биогеоценоз состоит из двух крупных частей: биотической и абиотической.

Биотическая часть — это совокупность всех живых организмов, населяющих данный участок. Она включает растения, животных, грибы, бактерии и другие микроорганизмы.

Абиотическая часть — это неживая среда, то есть условия, в которых существуют организмы: почва, вода, воздух, свет, температура, влажность, минеральные вещества, рельеф и климатические особенности.

Основные компоненты биогеоценоза можно разделить на несколько групп.

1. Продуценты

Продуценты — это организмы, которые создают органические вещества из неорганических. Главным образом к ним относятся зелёные растения, водоросли и некоторые бактерии.

Они используют энергию солнечного света и в процессе фотосинтеза образуют органические вещества из углекислого газа и воды. При этом выделяется кислород.

Пример продуцентов: деревья, травы, кустарники, мхи, водоросли.

Продуценты являются основой любого биогеоценоза, потому что именно они создают первичную органическую массу, которой затем питаются другие организмы.

2. Консументы

Консументы — это организмы, которые потребляют готовые органические вещества. Они не могут сами создавать органику из неорганических веществ, поэтому питаются растениями, животными или другими организмами.

Консументы бывают нескольких порядков.

Консументы первого порядка питаются растениями. Это растительноядные животные: зайцы, олени, гусеницы, саранча, коровы, лоси.

Консументы второго порядка питаются растительноядными животными. Например, лисы, лягушки, насекомоядные птицы, пауки.

Консументы третьего порядка питаются другими хищниками. Это крупные хищники, например волки, орлы, рыси.

К консументам также относятся всеядные животные, которые могут питаться и растительной, и животной пищей. Например, медведи, кабаны, вороны, человек.

3. Редуценты

Редуценты — это организмы-разрушители. Они разлагают остатки мёртвых растений, животных, продукты жизнедеятельности организмов и превращают сложные органические вещества в простые минеральные соединения.

К редуцентам относятся бактерии, грибы, некоторые почвенные микроорганизмы.

Редуценты играют огромную роль в круговороте веществ. Благодаря им вещества, содержащиеся в погибших организмах, возвращаются в почву, воду и атмосферу, а затем снова используются растениями.

Без редуцентов в природе накапливались бы остатки мёртвых организмов, а круговорот веществ нарушился бы.

4. Почва

Почва — важнейший компонент биогеоценоза. Она служит средой обитания для корней растений, бактерий, грибов, червей, насекомых и многих других организмов.

В почве содержатся минеральные вещества, вода, воздух и органические остатки. От состава и плодородия почвы зависит, какие растения могут расти на данном участке, а значит, и какие животные будут там обитать.

Например, на плодородных почвах формируются богатые травянистые сообщества, а на бедных песчаных почвах растительность обычно более скудная.

5. Климатические условия

Климатические условия включают температуру, влажность, количество осадков, освещённость, силу ветра, продолжительность времён года.

Эти факторы определяют, какие организмы способны жить в данном биогеоценозе. Например, в тундре выживают холодостойкие растения и животные, а во влажных тропических лесах обитают теплолюбивые виды.

6. Вода

Вода необходима всем живым организмам. Она участвует в обмене веществ, фотосинтезе, передвижении минеральных веществ в растениях, терморегуляции у животных.

Количество воды сильно влияет на облик биогеоценоза. При недостатке влаги формируются пустыни и степи, при избытке влаги — болота, влажные леса, озёрные и речные сообщества.

7. Воздух

Воздух содержит кислород, необходимый для дыхания большинства организмов, и углекислый газ, необходимый растениям для фотосинтеза.

Также воздух влияет на испарение влаги, распространение семян, спор, пыльцы, запахов и некоторых организмов.

8. Минеральные вещества

Минеральные вещества необходимы растениям для роста и развития. Они поступают из почвы и воды. К ним относятся соединения азота, фосфора, калия, кальция, магния и других элементов.

Через растения минеральные вещества переходят к животным, а после гибели организмов снова возвращаются в окружающую среду благодаря редуцентам.

Таким образом, биогеоценоз — это сложная, саморегулирующаяся природная система, в которой все компоненты связаны между собой. Изменение одного компонента может повлиять на состояние всей системы. Например, вырубка леса изменяет освещённость, влажность, состав почвы, численность животных и растений.

2. Биоценоз и его показатели

Биоценоз — это совокупность всех живых организмов, которые обитают на определённой территории и связаны между собой различными отношениями.

Иными словами, биоценоз — это только живая часть биогеоценоза. Если биогеоценоз включает и живые организмы, и неживую среду, то биоценоз включает только организмы: растения, животных, грибы, бактерии и микроорганизмы.

Например, биоценоз леса состоит из деревьев, кустарников, трав, мхов, грибов, насекомых, птиц, зверей, бактерий и других живых существ, обитающих в этом лесу.

Биоценоз характеризуется несколькими важными показателями.

1. Видовой состав

Видовой состав — это перечень видов организмов, входящих в биоценоз.

Чем больше видов обитает в сообществе, тем богаче его видовой состав. Например, тропический лес имеет очень богатый видовой состав, потому что там живут тысячи видов растений, животных и микроорганизмов. Пустыня, наоборот, имеет более бедный видовой состав.

2. Видовое разнообразие

Видовое разнообразие показывает не только количество видов, но и соотношение их численности.

Иногда в биоценозе может быть много видов, но один или несколько из них резко преобладают. В другом биоценозе виды могут быть представлены более равномерно.

Чем выше видовое разнообразие, тем устойчивее обычно биоценоз, потому что при исчезновении одного вида его роль частично могут выполнять другие виды.

3. Численность видов

Численность — это количество особей определённого вида в биоценозе.

Например, в лесу можно определить численность белок, муравьёв, дубов, берёз или грибов определённого вида.

Численность организмов может изменяться по сезонам и годам. Например, летом насекомых обычно больше, чем зимой; численность мышевидных грызунов может резко увеличиваться в благоприятные годы.

4. Плотность популяций

Плотность — это количество особей определённого вида на единицу площади или объёма.

Например, можно сказать: 20 деревьев на гектар, 1000 водорослей в одном литре воды, 5 зайцев на квадратный километр.

Плотность помогает оценить, насколько густо заселён участок определённым видом.

5. Биомасса

Биомасса — это общая масса живых организмов или организмов определённой группы на данной территории.

Например, можно определить биомассу растений на лугу, биомассу рыб в озере, биомассу бактерий в почве.

Биомасса показывает, сколько живого вещества накоплено в биоценозе.

6. Пространственная структура

Пространственная структура показывает, как организмы размещены в пространстве.

Особенно хорошо это видно в лесу, где есть ярусность. Например:

верхний ярус образуют высокие деревья;

ниже располагаются более низкие деревья;

затем идут кустарники;

ниже — травы;

у поверхности почвы — мхи, лишайники, грибы;

в почве живут корни растений, бактерии, черви, личинки насекомых.

Такая ярусность позволяет разным организмам использовать разные участки пространства, свет, влагу и питательные вещества.

7. Трофическая структура

Трофическая структура показывает пищевые связи между организмами.

В биоценозе одни организмы являются производителями органического вещества, другие — потребителями, третьи — разрушителями.

Например, трава поедается кузнечиком, кузнечика съедает лягушка, лягушку — уж, а остатки погибших организмов разлагают бактерии и грибы.

Такие связи образуют цепи питания и пищевые сети.

8. Экологическая структура

Экологическая структура отражает соотношение организмов разных экологических групп.

Например, в биоценозе могут быть светолюбивые и теневыносливые растения, хищники и травоядные животные, паразиты и свободноживущие организмы, водные и наземные виды.

9. Устойчивость биоценоза

Устойчивость — это способность биоценоза сохранять свою структуру и функции при изменениях условий среды.

Биоценозы с большим видовым разнообразием обычно более устойчивы. Например, естественный лес устойчивее искусственной посадки из одного вида деревьев, потому что в нём больше видов и сложнее пищевые связи.

3. Биомасса: определение и образование

Биомасса — это общая масса всех живых организмов, обитающих на определённой территории или в определённом объёме среды.

Биомассу можно рассматривать по-разному. Например:

биомасса всех организмов биогеоценоза;

биомасса растений;

биомасса животных;

биомасса микроорганизмов;

биомасса определённого вида;

биомасса на единицу площади или объёма.

Чаще всего биомассу выражают в единицах массы: граммах, килограммах, тоннах. В экологии её часто указывают на единицу площади, например граммы на квадратный метр или тонны на гектар.

Основную часть биомассы на суше обычно составляют растения, потому что они являются продуцентами и образуют органическое вещество в процессе фотосинтеза.

Биомасса образуется в результате создания и накопления органических веществ живыми организмами.

Главный процесс образования биомассы — фотосинтез. Во время фотосинтеза зелёные растения, водоросли и некоторые бактерии используют солнечную энергию, углекислый газ и воду для образования органических веществ. Эти вещества идут на рост организма: образование листьев, стеблей, корней, плодов, семян и других частей.

Упрощённо это можно представить так: растения поглощают углекислый газ из воздуха, воду и минеральные вещества из почвы, используют энергию света и создают органическое вещество. Так появляется растительная биомасса.

Затем растительная биомасса становится источником питания для животных. Растительноядные животные поедают растения и создают собственную животную биомассу. Хищники питаются другими животными и также накапливают биомассу в своём теле.

Кроме фотосинтеза, биомасса может образовываться за счёт хемосинтеза. Хемосинтез — это процесс образования органических веществ некоторыми бактериями без участия света, за счёт энергии химических реакций. Такой способ особенно важен в местах, куда не проникает солнечный свет, например в глубинах океана.

Биомасса постоянно изменяется. Она увеличивается, когда организмы растут и размножаются, и уменьшается, когда организмы погибают, поедаются другими организмами или разлагаются редуцентами.

Таким образом, биомасса — это количество живого вещества в экосистеме, а образуется она главным образом благодаря деятельности продуцентов, которые создают органические вещества из неорганических. Затем эта органика передаётся по цепям питания от растений к животным, грибам, бактериям и другим организмам.