Биогеоценоз: понятие

Природные популяции не существуют обособленно. Во время взаимодействия с другими видами они образуют высокоорганизованные системы.

Учение о биогеоценозе было разработано в 1940-х годах российским ученым В.Н. Сукачёвым. 

Отличие от экосистемы

В 1935 году английский эколог А. Тенсли ввел понятие «экосистема». Ученый предположил, что биотические (органические) и абиотические (неорганические) факторы взаимодействуют друг с другом на равноправных условиях. 

Понятия «экосистема» и «биогеоценоз» схожи, но не тождественны. Экосистема — более широкое определение. Биогеоценоз имеет территориальные рамки, ограничивающиеся определенным типом растительного мира (фитоценозом). Экосистема представлена как естественными, так и искусственными комплексами.

Биогеоценозы не существуют вечно. Они сменяют друг друга из-за изменений климатических условий, под влиянием человека, в процессе эволюции.

Виды биогеоценоза

Биогеоценоз разделяется на 2 вида:

• естественный;
• искусственный.

Естественный

Характеризуется отсутствием влияния деятельности человека. В нем действуют саморегуляционные механизмы, обусловленные структурой сообщества и окружающей его средой. Вмешательство человека нарушает эти механизмы и становится причиной вымирания некоторых видов животных и растений.

Естественная экосистема бывает:

• речной;
• лесной;
• горной;
• степной;
• луговой.

Искусственный

Образуется в местах, созданных руками человека для восполнения личных или общественных потребностей. Условия в таких комплексах устанавливаются человеком. Искусственный вид делится на:

1. Агробиоценозы — совокупности организмов, которые формируются на земельных участках, используемых людьми для сельскохозяйственных нужд (посадки, посевы культурных растений). Растительный мир такого биогеоценоза ограничен одним видом, выращиваемым человеком, и несколькими сорными. Среди животного мира наблюдаются лишь те виды, которые могут питаться этими растениями и существовать в условиях агробиоценоза. Система напрямую зависит от человеческой деятельности (применение удобрений, обработка почвы, полив). Биогеоценоз без влияния человека саморазрушается. Культурные растения более капризны, чем дикие.
2. Городской — разновидность антропогенных экосистем. Видовой состав растительного мира определяется человеком. Особенности городского биогеоценоза обусловлены условиями среды, которые присущи городам. Это изменения влажности воздуха, почвенного состава, освещенности, направления ветров.

Компоненты

Биогеоценоз состоит из двух компонентов: биоценоз и биотоп. 

Находясь в равновесии, они обеспечивают устойчивое существование биогеоценоза. Живые, растительные организмы и окружающая их среда плотно взаимодействуют и зависят друг от друга.

Биоценоз

Термин ввел немецкий биолог К. Мёбиус в 1877 году. Комплекс организмов биоценоза формируется путем борьбы за выживание. Выделяют 3 группы организмов:

1. Продуценты — организмы, способные самостоятельно питаться, воспроизводя из простых неорганических сложные органические вещества. Данный вид делится на 2 группы:

• фотосинтезирующие вырабатывают органические соединения из углекислого газа, воды, минералов с помощью солнечной энергии (водоросли, зеленые растения, определенные бактерии);
• хемосинтезирующие синтезируют органические вещества с помощью энергии, которая выделяется при окислении аммиака, железа или сероводорода (глубоководные недра Мирового океана).

Часть произведенных соединений употребляется продуцентами, другая часть используется как источник питания консументами.

2. Консументами называются организмы, питающиеся соединениями, которые производят другие виды организмов (животные, микроорганизмы, насекомоядные растения). Они подразделяются на:

• консументы 1 порядка — организмы, потребляющие произведенную продуцентами первичную продукцию (фитофаги — травоядные животные);
• консументы 2 порядка — животные-хищники (зоофаги);
• консументы 3 порядка — животные, питающиеся за счет других организмов (паразиты, сверхпаразиты).

3. Редуценты (деструкторы) — организмы, превращающие мертвые органические соединения в неорганические. К таким организмам относятся бактерии, грибы.

Биоценоз состоит из:

• фитоценоз — совокупность растений;
• зооценоз — животный мир;
• микоценоз — сообщество грибов;
• микробоценоз — совокупность микроорганизмов.

Главным звеном в экосистеме являются растения, так как все остальные организмы экологической цепочки потребляют органические вещества, производимые растениями. Исчезнет растительный мир — прекратит свое существование и биогеоценоз.

Биотоп

Биотоп является жизненным пространством для развития биоценоза. Компонентами, составляющими биотоп, считаются:

1. Климатоп — воздушная часть среды, характеризующаяся атмосферным составом, уровнем освещенности, влажности и тепловым режимом.
2. Эдафотоп — почвенная составляющая.
3. Гидротоп — часть биотопа, определяющая влажность.

Структура

На состав экосистем влияют различные факторы. Исследователи разработали несколько структур:

1. Видовая. 
2. Пространственная.
3. Экологическая
4. Трофическая.

Видовая

Отражает многообразие входящих в биогеоценоз видов и соотношение внутри него численности популяций. Внутри биогеоценоза происходит естественный отбор, остаются те виды, которые наиболее приспособлены к экологическим или климатическим условиям среды. 

Выделяют бедные и богатые экосистемы. В условиях ледников, тундры или пустыни организмам сложно приспосабливаться к суровым условиям, поэтому видовой состав таких зон беден. В тропических лесах, наоборот, есть все условия для обилия видового разнообразия. 

Виды, преобладающие по численности на определенной территории, называются доминантами. Среди них есть виды, которые играют особую роль благодаря способности образовывать среду для сообщества. Их называют эдификаторами. В наземных биогеоценозах к ним относятся растения. В лесах — дуб и ель, в болотной местности — осока и сфагновый мох. 

Пространственная

Ориентируется на фитоценоз, который в пространстве разделяется по вертикали и горизонтали на структурные элементы (ценоэлементы). К таким элементам относятся:

• ярусы (вертикальное разделение фитоценоза);
• микрогруппировки (горизонтальное разделение фитоценоза).

На распределение растений вертикально влияет количество света и различный режим влажности на разных от земной поверхности уровнях. Нижние уровни сформированы растениями, менее требовательными к световым условиям. 

Животные тоже ориентируются на растительные ярусы. Некоторые птицы строят гнезда на земле — фазаны, тетерева; некоторые — в кустарниках (дрозды, снегири). 

Экологическая

Среди растений проявляется в соотношении групп:

• гигрофитов (растения, предпочитающие влажную почву);
• мезофитов (растения, не любящие переизбыток влаги);
• ксерофитов (растения, предпочитающие обитать в сухих местах).

В животном мире это:

• гигрофилы;
• мезофилы;
• ксерофилы.

Многообразие какой-либо из сообщностей создает высокую плотность, повышает продуктивность и дает четкие понятия об особенностях конкретного вида биотопа.

Трофическая

Трофическая (пищевая) структура формирует цепи питания. 

Суть термина состоит в том, что все живые организмы служат источниками питания для других. В каждой такой цепи обычно 5-6 звеньев.

Характерные свойства

К свойствам биогеоценоза относятся:

1. Целостность. Излишки или неусвоенные питательные вещества остаются в окружающей среде и попадают в круговорот веществ, который имеет цикличный характер. 
2. Устойчивость. Устоявшийся, сформированный биогеоценоз готов к катаклизмам внешней среды.
3. Саморегуляция. Биогеоценоз регулирует видовую численность, необходимую для поддержания пищевых целей.
4. Самовоспроизводство. Данное свойство состоит в способности к размножению и воспроизведению видовой популяции.
5. Изменение. Явления, обусловленные сменой поры года, оказывают влияние на численность организмов.

Примеры в природе

В природе существует очень много видов биогеоценоза. Рассмотрим некоторые из них.

Лиственный лес

Лиственный лес — это сложная экосистема. Лес состоит из таких основных видов растений, как дубы, липы, буки, осины, березы, рябины, клены (видовая структура). Можно выделить несколько ярусов: древесный (низкий, высокий), ярус мха, кустарниковый и травяной (пространственная структура). Растения верхних ярусов — светолюбивы, они более терпимы к изменениям влажности или температуры, чем нижние. Мхи, кустарники и травянистые растения приспособлены к существованию в тени листвы деревьев. Почва устелена подстилкой, которая формируется из опавших листьев, прелой травы, веточек. 

Фауна лесных биогеоценозов характеризуется богатым видовым составом. Здесь присутствуют грызуны, хищники (лисы, барсуки, медведи, волки), насекомоядные. Травоядные представлены оленями, лосями и косулями. На деревьях обитают белки, бурундуки. Птицы распределяются по ярусам. Птичьи гнезда можно встретить не только в кроне деревьев, но и в дуплах, кустарниках, на стволах, на земле. В лесном биогеоценозе велика численность насекомых, чьей пищей являются листья (гусеницы) или кора деревьев (короеды). Верхние почвенные слои и подстилку населяют позвоночные (черви, клещи, личинки), бактерии и грибы.

Пруд

Пруд выступает как биогеоценоз, в котором среда обитания организмов — вода. На небольшой глубине растительный мир представлен плавающими, крупного размера, или укореняющимися организмами (кувшинки и камыш). Плавающие мелкие растения располагаются по всей поверхности пруда. Когда численность такого фитопланктона растет, вода окрашивается в зеленый цвет («цветет»). Растения водоема — пища для головастиков, ракообразных, личинок и рыб. Хищные рыбы и насекомые питаются более мелкими организмами. Грибы, жгутиковые и бактерии относятся к организмам, которые разлагают органические соединения. Наибольшее их скопление наблюдается на дне пруда, так как там большая концентрация останков рыб и растений. 

Приведенные примеры биогеоценоза отличаются друг от друга видовым составом. Это обусловлено кардинально различной средой обитания. Однако населяющие группы растений — одного типа. 

Продуценты: мхи, травы, деревья, кустарники; водоросли, плавающие растения.

Консументы: насекомые, птицы, звери; земноводные, ракообразные, насекомые, хищные рыбы.

Редуценты: водные и наземные виды бактерий и грибов.

Лиственный лес и пруд являются естественными биогеоценозами.