Sąvoką „ekosistema“1935 m. įvedė anglų botanikas A. Tensley. Šiuo terminu jis apibūdino bet kokį kartu gyvenančių organizmų rinkinį, taip pat jų aplinką. Jo apibrėžimas pabrėžia tarpusavio priklausomybės buvimą, ryšius, priežastinius ryšius, kurie egzistuoja tarp abiotinės aplinkos ir biologinės bendruomenės, sujungiant juos į savotišką funkcinę visumą. Ekosistema, pasak biologų, yra įvairių skirtingų rūšių populiacijų, gyvenančių bendroje teritorijoje, rinkinys, taip pat jas supanti negyva aplinka.
Biogeocenozė yra natūralus darinys, turintis aiškias ribas. Jį sudaro tam tikrą vietą užimančių biocenozių (gyvų būtybių) rinkinys. Pavyzdžiui, vandens organizmams ši vieta yra vanduo, gyvenantiems sausumoje – atmosfera ir dirvožemis. Žemiau mes apsvarstysimebiogeocenozės pavyzdžių, kurie padės suprasti, kas tai yra. Mes išsamiai apibūdinsime šias sistemas. Sužinosite apie jų struktūrą, kokie jų tipai egzistuoja ir kaip jie keičiasi.
Biogeocenozė ir ekosistema: skirtumai
Tam tikru mastu sąvokos „ekosistema“ir „biogeocenozė“yra nedviprasmiškos. Tačiau jų tūris ne visada sutampa. Biogeocenozė ir ekosistema yra susijusios kaip ne tokia plati ir platesnė sąvoka. Ekosistema nėra susijusi su tam tikru ribotu žemės paviršiaus plotu. Ši koncepcija gali būti taikoma visoms stabilioms negyvųjų ir gyvųjų komponentų sistemoms, kuriose vyksta vidinė ir išorinė energijos ir medžiagų cirkuliacija. Pavyzdžiui, ekosistemos apima vandens lašą su mikroorganizmais, gėlių vazoną, akvariumą, biofiltrą, aeracijos baką, erdvėlaivį. Tačiau jų negalima vadinti biogeocenozėmis. Ekosistema gali apimti keletą biogeocenozių. Pereikime prie pavyzdžių. Galima išskirti vandenyno ir visos biosferos, žemyno, juostos, dirvožemio-klimato regiono, zonos, provincijos, rajono biogeocenozes. Taigi ne kiekviena ekosistema gali būti laikoma biogeocenoze. Tai išsiaiškinome žiūrėdami pavyzdžius. Tačiau bet kokia biogeocenozė gali būti vadinama ekologine sistema. Tikimės, kad dabar supratote šių sąvokų specifiką. „Biogeocenozė“ir „ekosistema“dažnai vartojami kaip sinonimai, tačiau tarp jų vis tiek yra skirtumas.
Biogeocenozės ypatybės
Daugelis rūšių, dažniausiai aptinkamųbet kuri iš ribotų vietų. Tarp jų užsimezga sudėtingi ir nuolatiniai santykiai. Kitaip tariant, tam tikroje erdvėje egzistuojantys skirtingi organizmų tipai, kuriems būdingas ypatingų fizikinių ir cheminių sąlygų kompleksas, yra sudėtinga sistema, kuri gamtoje išlieka daugiau ar mažiau ilgą laiką. Patikslinus apibrėžimą, pastebime, kad biogeocenozė – tai įvairių rūšių (istoriškai susiformavusių) organizmų bendrija, glaudžiai susijusi tarpusavyje ir su juos supančia negyva gamta, energijos ir medžiagų mainais. Ypatinga biogeocenozės savybė yra ta, kad ji yra ribota ir gana vienalytė pagal į ją įtrauktų gyvų būtybių rūšinę sudėtį, taip pat pagal įvairių abiotinių veiksnių kompleksą. Egzistavimas kaip vientisa sistema užtikrina nuolatinį saulės energijos tiekimą šiam kompleksui. Paprastai biogeocenozės riba nustatoma išilgai fitocenozės (augalų bendruomenės), kuri yra svarbiausias jos komponentas, ribos. Tai yra pagrindiniai jo bruožai. Biogeocenozės vaidmuo yra didelis. Jos lygmenyje vyksta visi energijos tekėjimo ir medžiagų cirkuliacijos biosferoje procesai.
Trys biocenozės grupės
Pagrindinis vaidmuo įgyvendinant įvairių jo komponentų sąveiką priklauso biocenozei, tai yra gyvoms būtybėms. Pagal savo funkcijas jie skirstomi į 3 grupes – skaidytojus, vartotojus ir gamintojus – ir glaudžiai sąveikauja su biotopu (negyva gamta) ir tarpusavyje. Šios gyvos būtybės yra vieningosmaisto sąsajos, kurios egzistuoja tarp jų.
Gamintojai yra autotrofinių gyvų organizmų grupė. Vartodami saulės šviesos energiją ir mineralus iš biotopo, jie sukuria pirmines organines medžiagas. Šiai grupei priklauso kai kurios bakterijos, taip pat augalai.
Vartotojai yra heterotrofiniai organizmai, kurie maisto pavidalu naudoja paruoštas organines medžiagas, kurios jiems yra energijos š altinis, taip pat medžiagas, kurių vartotojams reikia jų gyvenimui. Galime klasifikuoti beveik visus gyvūnus, parazitinius augalus, plėšrūnus, taip pat kai kurias (parazitines) bakterijas ir grybus.
Skaidytojai skaido negyvų organizmų likučius, o organines medžiagas taip pat skaido į neorganines, taip gamintojų „ištrauktas“mineralines medžiagas grąžindami į biotopą. Tai, pavyzdžiui, kai kurie vienaląsčių grybų ir bakterijų tipai.
Maisto santykiai tarp biocenozės grupių
Šių trijų biogeocenozės komponentų maisto ryšiai lemia medžiagų ciklą ir energijos srautus jame. Gaudydami Saulės energiją ir įsisavindami mineralus, gamintojai sukuria organines medžiagas. Jų kūnas yra pastatytas iš jų. Taigi saulės energija paverčiama cheminių ryšių energija. Valgydami vieni kitus ir gamintojai, vartotojai (žolėdžiai, parazitiniai ir plėšrūs organizmai) taip skaido organines medžiagas. Jie naudoja juos, kaip ir dėl to išsiskiriančią energiją, siekdami užtikrinti savo pragyvenimą ir kurti savo kūną. Skaidytojai, mintantys negyvais organizmais, skaido jų organines medžiagas. Taip jie išgauna jiems reikalingą energiją ir medžiagas, taip pat užtikrina neorganinių medžiagų grįžimą į biotopą. Taigi biogeocenozėje vyksta medžiagų apykaita. Jo pastovumas yra raktas į ilgą ekologinės sistemos egzistavimą, nepaisant to, kad mineralų tiekimas joje yra ribotas.
Dinaminė sistemos pusiausvyra
Dinaminė pusiausvyra apibūdina organizmų santykį tarpusavyje ir su juos supančia negyva gamta. Pavyzdžiui, tais metais, kai oro sąlygos yra palankios (daug saulėtų dienų, optimali drėgmė ir temperatūra), augalai gamina padidėjusį pirminės organinės medžiagos kiekį. Tokia maisto gausa lemia tai, kad graužikai pradeda masiškai daugintis. Dėl to padaugėja parazitų ir plėšrūnų, o tai mažina graužikų skaičių. Dėl to sumažėja plėšrūnų skaičius, nes kai kurie iš jų miršta dėl maisto trūkumo. Taigi atkurta pradinė ekosistemos būklė.
Biogeocenozės tipai
Biogeocenozė gali būti natūrali ir dirbtinė. Pastarosioms būdingos agrobiocenozės ir miesto biogeocenozės. Pažvelkime į kiekvieną iš jų atidžiau.
Natūrali biogeocenozė
Atkreipkite dėmesį, kad kiekviena natūrali natūrali biogeocenozė yra sistema, kuri vystėsi ilgą laiką – tūkstančius ir milijonus metų. Todėl visi jo elementai yra „sulipdyti“vienas į kitą. Tai veda priekad biogeocenozės atsparumas įvairiems aplinkoje vykstantiems pokyčiams yra labai didelis. Ekosistemų „jėga“nėra beribė. Gilūs ir staigūs egzistavimo sąlygų pokyčiai, organizmų rūšių skaičiaus sumažėjimas (pavyzdžiui, dėl didelio masto komercinių rūšių kirtimo) lemia tai, kad pusiausvyra gali būti sutrikdyta ir ji gali būti sunaikinta. Šiuo atveju keičiasi biogeocenozės.
Agrobiocenozės
Agrobiocenozės – tai ypatingos organizmų bendrijos, besikuriančios žmonių žemės ūkio reikmėms (sodinti, sėti kultūrinius augalus) naudojamuose plotuose. Gamintojams (augalams), priešingai nei natūralios rūšies biogeocenozei, čia atstovauja vienos rūšies žmogaus auginami augalai, taip pat tam tikras skaičius piktžolių rūšių. Žolėdžių gyvūnų (graužikų, paukščių, vabzdžių ir kt.) įvairovė lemia augalijos dangą. Tai rūšys, kurios gali maitintis augalais, augančiais agrobiocenozių teritorijoje, taip pat būti jų auginimo sąlygomis. Šios sąlygos lemia kitų rūšių gyvūnų, augalų, mikroorganizmų ir grybų buvimą.
Agrobiocenozė visų pirma priklauso nuo žmogaus veiklos (tręšimo, žemės dirbimo, drėkinimo, apdorojimo pesticidais ir kt.). Šios rūšies biogeocenozės stabilumas yra silpnas – ji labai greitai subyrės be žmogaus įsikišimo. Iš dalies taip yra dėl to, kad kultūriniai augalai yra daug įnoringesni nei laukiniai. Štai kodėl jie negali pakęstikonkuruoti su jais.
Miesto biogeocenozės
Ypač įdomios miesto biogeocenozės. Tai dar vienas antropogeninių ekosistemų tipas. Parkai yra pavyzdys. Pagrindiniai aplinkos veiksniai, kaip ir agrobiocenozių atveju, jose yra antropogeniniai. Augalų rūšinę sudėtį nustato žmogus. Jis jas sodina, taip pat rūpinasi ir jų apdorojimu. Ryškiausi išorinės aplinkos pokyčiai išreiškiami būtent miestuose – temperatūros padidėjimas (nuo 2 iki 7 °C), specifinės dirvožemio ir atmosferos sudėties ypatybės, ypatingas drėgmės, apšvietimo ir vėjo veikimo režimas. Visi šie veiksniai sudaro miesto biogeocenozes. Tai labai įdomios ir specifinės sistemos.
Biogeocenozės pavyzdžių yra daug. Skirtingos sistemos skiriasi viena nuo kitos rūšine organizmų sudėtimi, taip pat aplinkos, kurioje jie gyvena, savybėmis. Biogeocenozės pavyzdžiai, apie kuriuos mes išsamiai pakalbėsime, yra lapuočių miškas ir tvenkinys.
Lapuočių miškas kaip biogeocenozės pavyzdys
Lapuočių miškas yra sudėtinga ekologinė sistema. Mūsų pavyzdyje biogeocenozė apima tokias augalų rūšis kaip ąžuolai, bukai, liepos, skroblai, beržai, klevai, kalnų pelenai, drebulės ir kiti medžiai, kurių lapija nukrenta rudenį. Miške išsiskiria kelios jų pakopos: žema ir aukšta sumedėjusi, samaninė grunto danga, žolės, krūmai. Augalai, gyvenantys viršutinėse pakopose, yra labiau fotofiliški. Jie geriau atlaiko vibracijas.drėgmė ir temperatūra nei žemesnių pakopų atstovai. Samanos, žolės ir krūmai toleruoja šešėlį. Jie egzistuoja vasarą prieblandoje, susidaro išsiskleidus medžių lapijai. Kraikas guli dirvos paviršiuje. Jis susidaro iš pusiau suirusių liekanų, krūmų ir medžių šakelių, nukritusių lapų, negyvų žolių.
Miško biogeocenozėms, įskaitant lapuočių miškus, būdinga turtinga fauna. Juose gyvena daug besikasančių graužikų, plėšrūnų (meškų, barsukų, lapių), besikasančių vabzdžiaėdžių. Taip pat ant medžių gyvena žinduoliai (burundukas, voverė, lūšis). Stirnos, briedžiai, elniai yra stambių žolėdžių grupės dalis. Šernai yra plačiai paplitę. Paukščiai lizdus sukasi skirtinguose miško sluoksniuose: ant kamienų, krūmuose, žemėje ar medžių viršūnėse bei įdubose. Yra daug vabzdžių, kurie minta lapais (pavyzdžiui, vikšrai), taip pat mediena (žievės vabalai). Viršutiniuose dirvožemio sluoksniuose, taip pat kraikuose, be vabzdžių, gyvena daugybė kitų stuburinių gyvūnų (erkių, sliekų, vabzdžių lervų), daug bakterijų ir grybų.
Tvenkinys kaip biogeocenozė
Dabar apsvarstykite tvenkinį. Tai biogeocenozės pavyzdys, kai organizmų gyvenamoji aplinka yra vanduo. Sekliame tvenkinių vandenyje įsikuria stambūs plūduriuojantys ar šaknis augantys augalai (piktžolės, vandens lelijos, nendrės). Maži plūduriuojantys augalai pasiskirsto visoje vandens storymėje, iki gylio, kur prasiskverbia šviesa. Tai daugiausia dumbliai, vadinami fitoplanktonu. Kartais jų būna daug, dėl to vanduo pažaliuoja,"žydi". Fitoplanktone randama daug melsvai žalių, žaliųjų ir diatominių dumblių. Buožgalviai, vabzdžių lervos, žolėdžiai žuvys, vėžiagyviai minta augalų liekanomis arba gyvais augalais. Žuvys ir plėšrūs vabzdžiai minta smulkiais gyvūnais. O žolėdis ir smulkesnes plėšriąsias žuvis medžioja stambieji plėšrūnai. Organines medžiagas skaidantys organizmai (grybai, žiogeliai, bakterijos) paplitę visame tvenkinyje. Ypač daug jų yra apačioje, nes čia kaupiasi negyvų gyvūnų ir augalų liekanos.
Dviejų pavyzdžių palyginimas
Palyginus biogeocenozės pavyzdžius, matome, kaip skiriasi tvenkinio ir miško ekosistemų rūšinė sudėtis ir išvaizda. Taip yra dėl to, kad juose gyvenantys organizmai turi skirtingą buveinę. Tvenkinyje – vanduo ir oras, miške – dirva ir oras. Nepaisant to, funkcinės organizmų grupės yra to paties tipo. Miške auginamos samanos, vaistažolės, krūmai, medžiai; tvenkinyje – dumbliai ir plaukiojantys augalai. Miške vartotojai yra vabzdžiai, paukščiai, gyvūnai ir kiti bestuburiai, gyvenantys pakratuose ir dirvožemyje. Tvenkinyje yra įvairių varliagyvių, vabzdžių, vėžiagyvių, plėšriųjų ir žolėdžių žuvų. Miške skaidytojus (bakterijas ir grybus) atstovauja sausumos formos, o tvenkinyje - vandens. Taip pat pažymime, kad ir tvenkinys, ir lapuočių miškas yra natūrali biogeocenozė. Pirmiau pateikėme dirbtinių pavyzdžių.
Kodėl biogeocenozės keičia viena kitą?
Biogeocenozė negali egzistuoti amžinai. Jis neišvengiamai anksčiau arbapakeistas vėlai. Taip nutinka dėl gyvų organizmų aplinkos pokyčių, veikiant žmogui, evoliucijos procese, kintant klimato sąlygoms.
Biogeocenozės pasikeitimo pavyzdys
Panagrinėkime pavyzdžiu atvejį, kai patys gyvi organizmai yra ekosistemų pasikeitimo priežastis. Tai uolų gyvenvietė su augmenija. Pirmuosiuose šio proceso etapuose didelę reikšmę turi uolienų dūlėjimas: dalinis mineralų ištirpimas ir jų cheminių savybių pasikeitimas, destrukcija. Pradinėse stadijose labai svarbų vaidmenį atlieka pirmieji naujakuriai: dumbliai, bakterijos, kerpės, melsvai žalios. Gamintojai yra melsvai žali, kerpių sudėties dumbliai ir laisvai gyvenantys dumbliai. Jie sukuria organines medžiagas. Melsvai žalieji augalai paima iš oro azotą ir praturtina jį aplinka, kuri vis dar netinkama gyventi. Kerpės tirpdo uolieną organinių rūgščių išskyromis. Jie prisideda prie to, kad mineralinės mitybos elementai palaipsniui kaupiasi. Grybai ir bakterijos naikina gamintojų sukurtas organines medžiagas. Pastarieji nėra visiškai mineralizuoti. Palaipsniui kaupiasi mineralinių ir organinių junginių mišinys bei augalinės liekanos, praturtintos azotu. Sudaromos sąlygos krūminėms kerpėms ir samanoms egzistuoti. Paspartėja azoto ir organinių medžiagų kaupimosi procesas, susidaro plonas dirvožemio sluoksnis.
Kuriasi primityvi bendruomenė, galinti egzistuoti šioje nepalankioje aplinkoje. Pirmieji naujakuriai puikiai prisitaikę prie atšiaurių uolienų sąlygų – atlaiko irir š altis, ir karštis, ir sausumas. Palaipsniui jie keičia savo buveinę, sudarydami sąlygas naujoms populiacijoms formuotis. Pasirodžius žoliniams augalams (dobilams, javams, viksvoms, mėlynžiedžiams ir kt.), sustiprėja konkurencija dėl maisto medžiagų, šviesos, vandens. Šioje kovoje pradininkus naujakurius išstumia naujos rūšys. Krūmai pasitenkina žolelėmis. Jie savo šaknimis laiko dirvą vietoje. Miško bendrijas pakeičia žolių ir krūmų bendrijos.
Vykstant ilgam biogeocenozės vystymosi ir kaitos procesui, į ją patenkančių gyvų organizmų rūšių skaičius palaipsniui auga. Bendruomenė tampa sudėtingesnė, jos maisto tinklas vis labiau išsišakoja. Ryšių, egzistuojančių tarp organizmų, įvairovė didėja. Vis daugiau bendruomenių naudojasi aplinkos ištekliais. Taigi jis virsta subrendusiu, gerai prisitaikančiu prie aplinkos sąlygų ir turinčiu savireguliaciją. Jame rūšių populiacijos puikiai dauginasi ir nepakeičiamos kitomis rūšimis. Aprašyta biogeocenozių kaita trunka tūkstančius metų. Tačiau yra pokyčių, kurie vyksta vos vienos kartos žmonių akyse. Pavyzdžiui, tai užaugę sekli rezervuarai.
Taigi, mes kalbėjome apie tai, kas yra biogeocenozė. Aukščiau pateikti pavyzdžiai su aprašymais pateikia vaizdinį jo vaizdą. Viskas, apie ką kalbėjome, svarbu suprasti šią temą. Biogeocenozių tipai, jų struktūra, ypatumai, pavyzdžiai – visa tai reikėtų ištirti, norint susidaryti išsamų jų vaizdą.
