Искусственный биоценоз
Искусственный биоценоз отличается от естественного тем, что он создан руками человека для удовлетворения своих потребностей или целого общества. В таких системах человек сам проектирует требуемые условия. Примерами таких систем являются: сад, огород, поле, лесопосадка, пасека, аквариум, канал, пруд и т.д.
Появление искусственных сред привело к разрушению естественных биоценозов, развитию сельского хозяйства и аграрного сектора экономики.
Примеры искусственной классификации
Например, в поле, теплице, саду или огороде человек разводит культурные растения (овощные, зерновые культуры, плодоносные растения и т.д.). Для того, чтобы они не погибли, создаются определенные условия: ирригационные системы для полива, освещение. Почва насыщается недостающими элементами с помощью удобрений. Растения обрабатываются химикатами, чтобы обезопасить их от поедания вредителями и т.д. Įtempiamos lubos Jonavoje ir Vilniuje konkurencinga kaina ferentina.lt
Лесополосы высаживаются близ полей, на склонах оврагов, около железных и автомобильных дорог. Возле полей они нужны для того, чтобы уменьшить испарения воды, удержать снега весной, т.е. для контроля водного режима земли. Также деревья защищают семена от разнесения ветром, а почву от эрозии.
На склонах оврагов деревья высаживают для того, чтобы предотвратить и замедлить их разрастание, так как корни будут удерживать почву.
Вдоль дорог деревья необходимы для того, чтобы предотвратить занос транспортных путей снегом, пылью, песком.
Внимание! Человек создает искусственные биоценозы для того, чтобы улучшить жизнь общества. Но чрезмерное вмешательство в природу чревато последствиями
Что такое пищевая цепь
Это процесс, обеспечивающий перенос или обмен энергией и веществами, позволяющий последним циркулировать в биосфере. При этом энергетические потери составляют больше 80 % — они выделяются в виде тепла. Цепь имеет линейную структуру (вариант — экологическая пирамида), составляется из нескольких звеньев. Они в свою очередь могут состоять из одной или нескольких групп живых существ, служащих пищей для вышерасположенных ярусов.
Структуру построения экологической пирамиды, чью основу представляет собой вышеописанная теория, графически представил в 1920-х гг. британский зоолог Ч. Элтон: на ней продемонстрированы также в зависимости от типа разность в биомассе, популяции и передаваемой энергии различных уровней пирамиды.
Правило пирамиды гласит: чем выше ярус, тем меньше биомасса и популяция относящихся к нему организмов.
Субъекты трофической цепи разделяются на три вида в зависимости от играемой в ней роли: продуценты, консументы и редуценты. Все они объединены в природе множеством трофических связей. Более сложные схемы пищевых взаимоотношений на разных уровнях складываются в своеобразные трофические сети.
Продуценты
На нижней ступени стоят продуценты, или автотрофы, — организмы, производящие употребляемые ими в пищу органические вещества, синтезируя их из простых молекул. Они производят самое большое количество энергии по сравнению с другими нишами, питая всю цепочку.
В мире существует две разновидности автотрофов в зависимости от способа, которым они синтезируют питательные соединения:
- фотоавтотрофы, производящие фотосинтез при помощи солнечных лучей, поглощая углекислый газ и производя сахар (при этом еще одним побочным продуктом при выработке питания является кислород), примеры: зеленые растения, водоросли, цианобактерии,
- хемоавтотрофы, прибегающие к химическим реакциям, чтобы преобразовать неорганические соединения (водород, аммиак и др.) в органику, в качестве примера можно назвать нитрифицирующие бактерии.
Продуценты — основа всего живого на Земле. Без них не обходится ни одна линия питания, второе их наименование — производители.
Консументы
Консументы — это уже потребительская ступень питания. Гетеротрофы, как еще называют эту группу, не способны самостоятельно производить пищу.
Обмен веществ в их организмах происходит за счет поглощения продуцентов или побочных продуктов их жизнедеятельности.
Гетеротрофы могут происходить из совершенно разных классов существ: млекопитающие, насекомые, грибы и даже растения (среди них тоже встречаются хищники).
Консументы делятся на порядки, их число доходит в разных вариантах пирамиды до четырех.
Порядок зависит от того, представителей какого уровня поедает животное:
- Консументы первого уровня довольствуются редуцентами — к таким гетеротрофам можно отнести ряд насекомых (божья коровка, стрекоза), зверей (заяц, антилопа) или птиц (колибри).
- Представители второго порядка поглощают тех, кто относится к предыдущей группе. Среди них лисы, охотящиеся на зайцев, насекомоядные пернатые (ласточки, скворцы), плотоядные пауки и растения (росянка, жирянка, альдрованда пузырчатая).
- Вершиной гетеротрофов являются хищные птицы (ястреб, орел) и млекопитающие (лев, волк и, разумеется, человек).
В морской экосистеме консументы — основная часть цепи питания, они поглощают около 70—80 % всей имеющейся биомассы (речь идет преимущественно о планктоне).
Редуценты
Данные организмы (называемые также деструкторами, сапрофагами), перерабатывающие отмершие органические останки животных и растений, замыкают круговорот веществ, возвращая минералы и неорганические соединения для синтеза продуцентам.
Они запускают процесс разложения органики.
Само название «редуцент» означает «возвращающий», а «деструктор» — «разрушающий».
Эти создания, как правило, отличаются крохотными размерами, за исключением крупных падальщиков (редуцентов второго порядка), не оставляют отходов жизнедеятельности (экскрементов). К ним относятся часть бактерий, грибов и насекомых (жук-навозник, дождевой червь). Сапрофагов называют «санитарами» экосистем, поскольку они способствуют очищению окружающей среды от гнили и отравляющих веществ, поедая остатки разлагающихся организмов.
Видовая и пространственная структуры экосистемы
При рассмотрении любых экосистем в горизонтальном и вертикальном направлении, можно отметить неоднородность расположения в них живых организмов.
Видовая структура экосистемы – это многообразие видов, их взаимодействие и соотношение численности. Различные сообщества, состоящие из разных видов, образуют видовое разнообразие экосистемы. Например, в степи на площади 100 м2 произрастают растения, принадлежащие к 100 разным видам.
Видовая структура экосистемы определяется также и соотношением численности особей разных видов в экосистеме. Например, в одном лесу могут обитать около 10 видов птиц по 100 особей каждого вида. В другом лесу то же количество видов включает неоднородное соотношение особей каждого вида: особи одних видов по численности могут превосходить другие виды, и наоборот. Виды, в популяции которых содержится наибольшее количество особей, называются доминантами. Например, в степях доминантами являются ковыль и типчак, так как именно представители этих видов преобладают в экосистеме по численности. Доминанты определяют структуру экосистемы и, как правило, не имеют врагов, что дает им заметное преимущество к процветанию.
Эдификатор — основной образователь среды. Обычно доминирующий вид является и эдификатором. Например, сосна в сосновом бору считается как доминантом, так и эдификатором. Во-первых, по биомассе сосна значительно превосходит остальные организмы данной экосистемы, а во-вторых, она создает условия для существования “соседей”, затеняя нижние ярусы, окисляя почву.
Пространственная структура экосистемы – это расположение популяций разных видов в экосистеме. Пространственная структура экосистемы бывает вертикальной и горизонтальной. Растительность определяет главным образом вертикальную структуру экосистемы. Совокупность растений одинаковой высоты формирует ярусы. Выделяют около пяти ярусов, образованных разными жизненными формами растений: древесный (верхний и нижний), кустарниковый, кустарниково-травяной, мхово-лишайниковый. Высокие деревья (сосна, ель, дуб, береза) составляют верхний (первый) ярус. Далее располагаются деревья пониже (рябина, осина, черемуха, яблоня), образующие второй ярус. Затем идут кустарники (шиповник, жимолость, крушина, ежевика), формирующие третий ярус. Мхи, низкорослые травы и лишайники создают самый нижний ярус.
Ярусное расположение растительности определяется, прежде всего, их неодинаковой потребностью в солнечном свете: верхний ярус занимают светолюбивые растения, под пологом которых прячутся теневыносливые.
Животные также могут занимать тот или иной растительный ярус, практически не покидая его.
Ярусность бывает не только надземная, но и подземная. Почвенную ярусность определяет характер залегания корневой системы различных растений. Корни наиболее высоких деревьев проникают на большую глубину, чем корни кустарников, ближе к поверхности располагаются корни мелких травянистых растений, а непосредственно на ней — мхи. При этом, в поверхностных слоях почвы корней значительно больше, чем в глубинных.
Горизонтальная структура экосистемы (мозаичность) – это неравномерное распределение популяций отдельных видов по площади. Мозаичность возникает вследствие неоднородности рельефа почвы, а также может быть результатом деятельности человека (например, кострища, выборочная рубка). Животные тоже оказывают влияние на горизонтальную структуру экосистемы (вытаптывание копытными травостоя, образование муравейников).
Горизонтальная структура экосистемы
Вертикальная структура экосистемы
Вертикальная и горизонтальная структуры экосистемы позволяют организмам наиболее эффективно использовать световой поток, минеральные вещества почвы и влагу.
Значение пищевой цепи
Важность пищевых цепочек
Пищевые цепочки важны, потому что они показывают сложные взаимосвязи в экосистемах. В пищевых цепочках каждый организм заполняет определенную нишу в экосистеме. Пищевые цепочки показывают, как выживание каждого организма зависит от кого-то другого.
Пищевые цепочки помогают ученым больше узнать об экосистемах и помогают им оставаться сбалансированными.
Пищевые сети являются важными инструментами для понимания того, что растения являются основой всех экосистем и пищевых цепочек. Фотосинтез является началом пищевой цепочки. Растения, обладающие способностью к фотосинтезу, и есть начальный продукт пищевой цепи для питания. Растения являются источником пищи, которую мы едим, кислорода для выживания и размножения, нашей одежды и мебели, многих других вещей. Растения также удаляют парниковый газ из воздуха, обеспечивают среду обитания для многих животных
Поэтому жизненно важно понимать экологию окружающей среды в отношении растений.
Пищевые сети помогают в понимании естественного отбора, показывая иерархию видов, с плотоядными, всеядными животными на вершине всех пищевых цепочек. Это физическая и поведенческая адаптация растений и животных, представляющая собой модель потребления, основанную на естественных свойствах выживания и инстинктах.
Пищевая цепь описывает, как энергия, питательные вещества и органические соединения перемещаются по экосистеме
Растения находятся в основе экосистемы — они производят энергию; затем идут организмы более высокого уровня, такие как травоядные животные. После этого, когда хищники поедают травоядных, энергия передается от одного к другому.
В зависимости от пищевой цепи организм можно рассматривать как находящийся на более чем одном трофическом уровне. Например, тюленей можно считать высшими хищниками, где они питаются рыбой. Однако в других сообществах, где тюлени становятся добычей акул, их можно считать находящимися на более низком трофическом уровне.
Пищевые цепи – примеры
Примеров экосистем, в которых есть свои пищевые цепи, в природе существует множество. Поэтому проще поделить их на некоторые категории и уже от этого отталкиваться при составлении каких-то наглядных пищевых звеньев:
Пищевая цепь у насекомых
Если брать общий вид, то у насекомых пищевая цепь выглядит так: растительность –> фитофаги –> энтомофаги –> крупные хищники. Фитофагами, кстати, называются небольшие и привычные нам насекомые, такие как тля, бабочки и прочие. Они употребляют в пищу растительность, после чего становятся добычей для более крупных насекомых, которыми являются энтомофаги. После этого они становятся пищей для птиц или прочих крупных хищных животных, будь то земноводные или млекопитающие. Более наглядной эта цепь будет выглядит в форме: нектар – пчела – стрекоза – змея – орёл.
Пищевая цепь в биогеоценозе
Биогеоценозом называется некая группа организмов, которые взаимодействуют между собой и тесно связаны. Если какое-то животное биогеоценоза умирает, то оно подвергает исчезновению всю пищевую цепь экосистемы, поскольку представители других звеньев попросту не могут найти себе другую пищу. Из наглядных примеров можно выделить: одуванчик – гусеница – крот – ворон. Таким образом, если гусеница погибнет до того, как её съест крот, то у последнего не будет пищи и тот умрёт вслед за ней, ворону же в этом плане куда проще, ведь он имеет крылья и может просто улететь к другой пище, но без энергии, которая добывается из пищи, он не сумеет это сделать и также умрёт.
Пищевая цепь редуцентов
Редуценты (разрушители или деструкторы) – это те организмы, которые при помощи своих желез способны разлагать остатки органических веществ до простейших неорганических. Лучшим примером можно назвать большинство грибов. Они являются ключевым звеном детритной пищевой цепи, поскольку они способны восстанавливать баланс недостающих веществ в экосистеме.
Водная пищевая цепь
В природе существует не только наземные пищевые звенья и уровни, которые были описаны выше, но и водная, которая имеет довольно весомые отличия. Но даже так, помимо отличий эти цепи нередко пересекаются, ведь водные существа могут нападать на наземных, и наоборот. Таким образом, те же птицы, например, зимородки, являются частью наземной цепи, но питаются представителями водной, рыбами. Точно так же происходит и в обратную сторону: есть рыбы, которые выслеживают и охотятся на насекомых. К тому же, разлагающиеся организмы, представители детритной пищевой цепи, таким же образом могут принадлежать и к водной среде.
Энергия в пищевой цепи
Вся энергия, которая производится в любой из экосистемы, переносится между трофическими уровнями во время питания. Но этот процесс очень расточительный и неэффективный, ведь то же насекомое съедает лишь часть от растения, забирая небольшое количество энергии
Пищевые цепи, несмотря на всю важность и, казалось бы, полную последовательность, крайне ограничены:
Во время перехода от одного трофического уровня к другому, часть энергии сохраняется в качестве биомассе организмов. Но после употребления этого организма другим, более высоким звеном цепи, сохраняется лишь десять процентов от энергии. Потом происходит ещё один переход, одно существо съело другое и вновь получило лишь 10%. Таким образом потеря изначальной энергии становится очень большой и вся эффективность системы на самом деле полностью отсутствует. Именно по этой причине все пищевые цепи ограничиваются 3-6 уровнями, ведь дальше просто не останется энергии для питания.
Вся эта потеря энергии происходит в форме тепла или отходов, которые появляются после употребления. Из основных причин отсутствия эффективности в, казалось бы, отработанной миллионами лет схемой можно выделить:
- Каждый трофический уровень, как и каждый организм, имеет большое количество энергии в виде тепла. Из-за того, что живые организмы дышат, передвигаются и просто существуют, это тепло расходуется, но восстанавливается во время питания или пищи. Когда одно животное съедает другое, оно уже теряет много энергии, ведь организм всеми силами пытается сохранить себе жизнь и тратит на это огромное количество энергии, в частности тепловой.
- В каждом организме есть определённое количество молекул, которые невозможно переварить. Именно из-за этого они выходят в виде фекалий, которые есть у каждого живого организма, в частности человека.
- На самом деле, далеко не все представители определённого звена будут съедены, поскольку их могут попросту не найти или не заметить. Из-за этого они просто погибают спустя какое-то время, например, от болезни или от старости. После этого существо, которое должно было употребить в пищу уже мёртвое, также умирает, создавая цепную реакцию.
- Фекалии и мёртвые организмы являются пищей для деструкторов, которые перерабатывают их и раскладывают на питательные вещества, а в обмен берут энергию для собственной жизни, не отдавая её никому.
Поскольку в природе есть закон сохранения энергии, ещё с уроков физики каждый человек знает, что никакая энергия не может пропасть бесследно. Вся энергия уходит в виде тепла, которое выделяется в следствие любого действия живых организмов.
Типы цепей питания
Обычно в цепь питания включено 5–6 звеньев. Это обусловлено тем, что большое количество энергии при переходе от звена к звену теряется в тепловой форме. Поэтому каждому последующему достается небольшая часть исходной энергии.
В качестве первого звена в пищевой цепи, как правило, выступают зелёные растения, но отсчёт можно начинать и с останков организмов либо продуктов их жизнедеятельности.
Примеры цепей питания:
- орехи лещины — белка обыкновенная — лесная куница;
- злаки — полёвка — сова — лиса;
- дуб — короед — желна — ястреб-тетеревятник;
- кора осины — заяц — волк;
- опавшая листва — дождевой червь — землеройка — сова.
Строго говоря, каждая пищевая цепь должна заканчиваться разрушителем (редуцентом). Однако и без этого последовательность перехода веществ и энергии понятна. В каждом природном сообществе образуются свои пищевые сети. При этом обычно один и тот же вид является звеном не только в определённой пищевой цепи, но участвует одновременно в нескольких. Так образуются пищевые сети.
Рис. 2. Пищевая сеть дубравы.
Благодаря пищевым сетям достигается большая устойчивость природных сообществ. При снижении численности одного вида его потребители могут перейти на альтернативный источник питания. Так, в рацион белки входят как еловые, так и сосновые шишки, жёлуди, орехи лещины, причём один вид легко заменяется на другой в случае неурожая.
За счет перекрещивания цепей питания образуются пищевые сети.
Рис. 3. Пищевые сети в наземной экосистеме.
Что мы узнали?
Во всех природных сообществах образуются цепи питания, по которым вещества и энергия передаются от одного организма другому. Начинается цепь питания с производителя и заканчивается плотоядным видом или разрушителем. За счет пересечения простых цепей питания образуются сложные пищевые сети, обеспечивающие устойчивость природных сообществ.
-
/5
Вопрос 1 из 5
Виды биоценоза
Рассмотрим виды биоценоза. Существует несколько принципов градации. Один из них – по размерам:
- Микробиоценоз. Это отдельный мир, созданный в масштабах одного цветка, или пня.
- Мезобиоценоз. Более масштабные формы, к примеру болото, лесной массив.
- Макробиоценоз. Огромные океаны, горные хребты и т.д.
Кроме того, есть классификация, сделанная исходя из типа биоценоза: пресноводный, морской, и сухопутный наземный.
Однако, чаще всего мы слышим такие понятия, как:
- Естественный. Их формируют готовые группы разных видов жизни. Некоторые виды можно без последствий подменить схожими. Все группы балансируют в сообществе, взаимодействуя и позволяя ему оставаться «на плаву».
- Искусственный. Это уже человеческое творение (сквер, аквариум). Среди них выделяют агроценозы (образованные для извлечения какой-либо выгоды): пруды, водохранилища, пастбища, огороды. Без участия своего создателя такое сообщество развалится. Его нужно постоянно поддерживать, поливая и уничтожая сорняки, к примеру.
Как мы можем помочь природе и ее обитателям
Сократите использование пластика. Пластик загрязняет нашу планету, затрудняет жизнь морских животных и заводит кучи мусора в эстетических местах.
Различайте виды мусора и правильно их утилизируйте. Большинство людей не знают, какие виды мусора могут быть переработаны, а какие — нет. Убедитесь, что вы знаете, как утилизировать отходы по месту положения и не выбрасывайте химические продукты вместе со стеклом или бумагой.
Выбирайте настоящие продукты и старайтесь избегать еды в пластиковой таре. Пластик может быть опасным для здоровья, особенно при использовании для хранения или подогрева пищи. Помните, что в упаковке из пластика содержатся химические соединения, которые могут выделиться.
Поддерживайте и сохраняйте свои парки, леса и общественные зоны. Это обеспечивает места для обитания и питания множества видов животных, а также создает зоны отдыха и развлечения для людей.
Соблюдайте правила дорожного движения. Автомобили и другие транспортные средства могут быть опасными для животных, будь то дикие или домашние. Помните, что животные могут бросаться на дорогу, а кормление их может привлечь их к улице.
Примеры биоценоза
Чтобы подытожить этот рассказ, давайте рассмотрим конкретные примеры биоценозов. За основу возьмем леса разных типов. Ведь именно в таких сообществах больше всего популяций, а биомасса выше средней.
Хвойный лес
Что же такое лес? Это скопление растительности на определенном участке, где доминируют высокие деревья. Чаще всего ареал обитания елей, сосен и других вечнозеленых — горные участки. Плотность заселения деревьями в таком лесу достаточно высокая. Если речь о тайге, то большим количеством видов крупной зелени она похвастать не может — максимум 5. Если же климат не так суров, то эта цифра может доходить до 10.
Давайте еще раз остановимся на тайге. Итак, до 5 видов хвойных это: ель, сосна, пихта, цуга. Благодаря своим смолистым иглам деревья переживают суровые сибирские зимы. Ведь смола служит защитой от трескучих морозов. Еще один способ «согреться» — максимально близкое расположение друг другу. А чтобы килограммы снега не обломали ветки, растут они под уклоном вниз.
С первой же оттепелью хвойные активно начинают фотосинтез, чего не могут сделать их лиственные собратья, лишенные зелени. Животный мир хвойного леса: из травоядных белки, зайцы, мыши, олени и лоси, из птиц это воробьи, рябчики. Хищников тоже немало: рысь, норка, лиса, соболь, медведь, филин, ворон.
Лиственный лес
Итак, его пространственная структура растительности такова: первый ярус — самые рослые деревья: липа, или дуб. Ярусом ниже можно найти яблоньку, вяз, или клен. Дальше идут кусты жимолости и калины. И у земли растут травы. Продуценты — сами деревья, кусты, травяная подстилка, мох. Консументы — травоядные животные, пернатые, насекомые. Редуценты — бактерии, грибы, мягкотелые беспозвоночные.
Биоценоз водоема
Автотрофы (растения-аккумуляторы) в воде — это водоросли и прибрежные травы. С них начинается передача солнечного заряда другим живым существам. Консументами выступают рыбы, черви, моллюски, разные насекомые. В качестве редуцентов работают различные бактерии и жуки, которые не против полакомиться мертвечиной.
Глобальные экологические факторы и их роль в жизни животных
Первые люди на земле появились почти 200.000 лет назад и с того времени успели превратиться из осторожных исследователей окружающего мира в его покорителей, подчинив и значительно преобразив мир вокруг себя.
Человечество далеко не такое слабое, каким кажется на первый взгляд: оно не страшится опасных морей и огромных океанов, гигантские расстояния не могут стать преградой на пути его распространения и последующего заселения.
По его желанию мировые леса вырубаются под корень, русла рек меняются в нужную сторону — сама природа теперь работает на благо людей. Ни одно, даже самое большое и опасное животное, ничего не может противопоставить людям, давно проиграв им в борьбе за мировое первенство.
Сфера жизнедеятельности человечества быстро расширяется, осознанно вытесняя все живые организмы вокруг себя. Тем животным, которые считаются красивыми среди людей, повезло меньше всего, ведь с возрастанием ценности особи на рынке, вся её популяция начинает стремительно уменьшаться.
С каждым годом всё больше животных оказывается на грани исчезновения
Приблизительно каждые 30 минут природа теряет один вид животных, что является абсолютным рекордом за всю историю Земли. Главная проблема в том, что теперь обычная охота в целях пропитания является далеко не главной причиной их исчезновения.
Отличие биоценоза от экосистемы
В современной биологической и экологической науке используется 3 термина, близкие по смыслу: экосистема, биоценоз, биогеоценоз.
Биоценоз – это система, в которую входит сообщество живых организмов, именуемое биотой, его окружение с однородными условиями – биотоп, локализующиеся на определенном участке земли.
Биогеоценоз рассматривается как биоценоз, взаимодействующий с абиотическими (неживыми) компонентами, которые влияют на него, вызывают изменения.
В представлениях об иерархии живой материи обычно присутствует термин биогеоценоз. Формирование последнего происходит за счет межвидовых связей, которые в своем развитии создают структуру, а также особенности функционирования живой системы.
Структурный аспект выражается в выделении следующих структур биогеоценоза:
- Пространственная.
- Видовая.
- Трофическая.
Пространственная структура лесной экосистемы формируется горизонтальной и вертикальной составляющей.
Горизонтальная формируется группами растений, представляющих фитоценоз леса, общность в рамках отдельных биотопов, территорий.
Вертикальная характеризуется ярусностью, когда растения, животные, грибы, жители микромира обитают на разных «этажах» или ярусах системы.
Видовая структура биогеоценоза леса представляет собой разнообразие видов, вклад функциональных групп организмов общую систему, соотношение биомассы различных популяций. Среди них выделяются виды-едификаторы, создатели доминирующей, ведущей группы.
Трофическая структура связывает подсистемы пищевыми цепочками, которые обеспечивают устойчивость сохранения баланса экосистемы.
В пищевых цепях присутствуют 3 группы организмов, которым соответствуют компоненты биоценоза:
| Компоненты трофической структуры | Элемент биоценоза |
|---|---|
| Продуценты. Автотрофы, организмы, которые создают органические соединения из неорганики. | Фитоценоз |
| Зооценоз | |
| Редуценты. Разрушают останки живых существ с целью разложения их на органические и неорганические соединения | Микробоценоз |