Биоценоз - примеры. Естественные и искусственные биоценозы

В процессе повседневной жизни далеко не каждый человек замечает свое взаимодействие с различными природными комплексами. Спеша на работу, вряд ли кто-то, кроме разве что профессионального эколога или биолога, обратит особое внимание на то, что он пересек сквер или парк. Ну прошел и прошел, что с того? А ведь это уже биоценоз. Примеры подобного невольного, но постоянного взаимодействия с экосистемами каждый из нас сможет вспомнить, если только задумается. Постараемся более детально рассмотреть вопрос о том, что же такое биоценозы, какими они бывают и от чего зависят.

Что такое биоценоз?

Скорее всего, мало кто помнит, что изучал в школе биоценозы. 7 класс, когда по биологии проходят эту тему, остался далеко в прошлом, да и вспоминаются совсем другие события. Напомним, что же такое биоценоз. Слово это образовано путем слияния двух латинских слов: «биос» — жизнь и «ценоз» — общие. Обозначает этот термин совокупность обитающих на одной территории, взаимосвязанных и взаимодействующих между собой микроорганизмов, грибов, растений и животных.

Любое биологическое сообщество включает в себя такие компоненты биоценоза:

• микроорганизмы (микробиоценоз);
• растительность (фитоценоз);
• животные (зооценоз).

Каждая из этих составляющих играет важную роль и может быть представлена особями разных видов. Однако следует отметить, что фитоценоз является ведущим компонентом, определяющим микробиоценоз и зооценоз.

Когда появилось это понятие?

Понятие «биоценоз» было предложено немецким гидробиологом Мёбиусом еще в конце XIX века, когда он изучал в Северном море места обитания устриц. Во время исследования он установил, что эти животные могут жить только в строго определенных условиях, характеризуемых глубиной, скоростью течения, соленостью и температурой воды. Кроме того, Мёбиус отмечал, что вместе с устрицами на одной территории обитают строго определенные виды морских растений и животных. Исходя из полученных данных, в 1937 году ученый ввел рассматриваемое нами понятие для обозначения объединения групп живых организмов, обитающих и сосуществующих на одной территории, вследствие исторического развития видов и длительного естественного отбора. Современное понятие «биоценоз» биология и экология трактуют несколько иначе.

Классификация

Сегодня существуют несколько признаков, согласно которым можно классифицировать биоценоз. Примеры классификации на основании размеров:

• макробиоценоз (море, горные массивы, океаны);
• мезобиоценоз (болото, лес, поле);
• микробиоценоз (цветок, старый пень, листок).

Также биоценозы могут быть классифицированы в зависимости от места обитания. Основными признаны следующие три типа:

• морской;
• пресноводный;
• наземный.

Каждый из них может быть разделен на соподчиненные, более мелкие и локальные группы. Так, морские биоценозы могут быть подразделены на бентические, пелагические, шельфовые и другие. Пресноводные биологические сообщества бывают речными, болотными и озерными. Наземные биоценозы включают береговые и внутриконтинентальные, горные и равнинные подтипы.

Самой простой классификацией биологических сообществ является их разделение на естественные и искусственные биоценозы. Среди первых выделяют первичные, образовавшиеся без влияния человека, а также вторичные, которые подверглись изменению из-за воздействия природных стихий либо деятельности человеческой цивилизации. Рассмотрим более подробно их особенности.

Естественные биологические сообщества

Естественные биоценозы представляют собой объединения живых существ, созданные самой природой. Такие сообщества являются природными системами, которые складываются, развиваются и функционируют по своим особым, собственным законам. Немецкий эколог В. Тишлер выделил следующие особенности, характеризующие подобные образования:

1. Возникают сообщества из готовых элементов, которыми могут выступать как представители отдельных видов, так и целые комплексы.

2. Отдельные части сообщества могут быть заменяемыми. Так, один вид может быть вытеснен и полностью заменен другим, имеющим сходные требования к условиям существования, без отрицательных последствий для всей системы.

3. Из-за того, что в биоценозе интересы различных видов противоположны, то вся надорганизменная система основывается и существует благодаря уравновешиванию сил, направленных противоположно.

4. Каждое природное сообщество строится на количественной регуляции одного вида другими.

5. Размеры любых надорганизменных систем зависят от внешних факторов.

Искусственные биологические системы

Биоценозы искусственные создаются, поддерживаются и управляются человеком. Профессор Б. Г. Иоганзен ввел в экологию понятие антропоценоза, то есть искусственно сотворенной людьми природной системы, например, сквера, террариума или аквариума. Среди искусственных биоценозов выделяют агробиоценозы (агроценозы) – сообщества, созданные человеком для получения каких-либо продуктов. К ним относятся:

• водохранилища;
• каналы;
• пруды;
• осушенные болота;
• пастбища;
• поля для выращивания различных сельскохозяйственных культур;
• полезащитные лесные полосы;
• искусственно возобновляемые лесопосадки.

Характерными особенностями агроценозов являются:

Подобные искусственные системы экологически довольно неустойчивы, и без человеческого участия агроценозы овощных и зерновых культур просуществуют около года, агробиоценозы многолетних трав продержатся примерно три года. Наиболее устойчивы биоценозы искусственные плодовых культур, так как без воздействия человека они смогут существовать несколько десятилетий.

• агрофитоценоз как основа жизнедеятельности;
• отсутствие саморегуляции системы;
• низкое видовое разнообразие;
• доминирование домашних животных или окультуренных растений;
• получение дополнительной поддержки от человека (борьба с сорняками и вредителями, внесение удобрений и другое);
• невозможность длительного существования без человеческого участия.

Однако следует отметить, что даже самые бедные в видовом разнообразии агроценозы имеют в своем составе десятки видов организмов, относящихся к различным экологическим и систематическим группам. Любое поле, засеянное человеком кормовыми или сельскохозяйственными культурами, - это населенный разными живыми организмами биоценоз. Примеры - это и поле ржи или пшеницы, где кроме основной культуры «обитают» и сорняки; и различные насекомые (как вредители, так и их антагонисты); и множество микроорганизмов и беспозвоночных.

Структурные единицы биосистем

Как уже говорилось, естественные и искусственные биоценозы состоят из нескольких устойчивых структурных компонентов, таких как фитоценоз, зооценоз и микробиоценоз. Ведущим из них является фитоценоз, представляющий собой устойчивое сообщество растений. Благодаря своей фиксированности и неподвижности, именно он служит относительно постоянной основой структуры биологической системы. Микроорганизмы, в отличие от растений, не прикреплены к какому-либо участку поверхности и могут быть перенесены ветром или водой на довольно большие расстояния. Взаимосвязь компонентов биоценоза проявляется в зависимости животных от растений, так как только представители флоры могут преобразовывать вещества неорганические в органические.

Большую роль в жизнедеятельности любого биоценоза играют разнообразные микроорганизмы, которые способствуют преобразованию мертвой органической материи в минеральные вещества.

Структура биологических систем

Каждый биоценоз характеризуется определенной структурой:

• Пространственной, вертикальной или горизонтальной, образующейся вследствие освоения видами пространства биологического сообщества и являющейся результатом конкурирующих отношений за источники энергии.
• Видовой, определяемой составом, богатством и разнообразием элементов биосистемы, а также соотношением численности всех популяций, в нее входящих. Виды биоценоза, имеющие наибольшее количественное представительство, называют доминантами.
• Трофической или пищевой, которая определяется цепями питания между организмами.

Все разнообразные структурные аспекты биоценозов тесно взаимосвязаны между собой. Как правило, чем сложнее организована пространственная структура, тем богаче и разнообразнее её видовое представительство. На протяжении времени структура биоценоза изменяется в незначительных пределах. Такое состояние относительной устойчивости, возникающее в процессе взаимодействия составляющих элементов, называется гомеостазом.

Рассмотрим более детально основные структуры, характеризующие биоценоз.

Пространственная структура

Биоценоз имеет свою структуру в пространстве, которая может быть как вертикальной, так и горизонтальной.

Вертикальная структура образуется в результате распределения разных видов растений и животных по различным высотным уровням биосистемы, что приводит к формированию ярусности. Такой строй во многом определяется ярусностью растительного сообщества, а именно горизонтами расположения наиболее продуктивных частей растений, таких как корневая система и фотосинтезирующая листва. Для фитоценоза характерна как надземная, так и подземная ярусность. Первая проявляется в возможности совместного произрастания множества видов растений, обладающих различной потребностью в солнечном свете. Наиболее ярко это выражено в лесах умеренного климатического пояса, где имеются древесный и кустарниковые верхние ярусы, несколько ниже расположены полукустарники и травы, а непосредственно около поверхности земли - надпочвенный ярус, обычно состоящий изо мхов или лишайников.

Подземная ярусность в биологических системах позволяет фитоценозу наиболее полно использовать почвенную влагу, благодаря различной глубине расположения корневой системы растений. Для степных районов характерно трехуровневое расположение: наиболее глубоко залегают стержнекорневые системы, затем идут корни различных злаковых культур, а совсем близко к поверхности – клубни, луковицы и корневые системы однолетних растений.

Отражением горизонтальной структуры биоценоза являются синузии – части фитоценоза, состоящие из растений одного или нескольких близких видов, экологически или пространственно отделенных друг от друга. Они могут быть временными или постоянными, эпифитными, ярусными или внутрипочвенными.

Видовая структура биологических сообществ

Отличительной чертой любого биоценоза является его видовая структура. Сложность и разнообразие видового состава в значительной степени определяется средой обитания и степенью сложности условий, в которых существует биоценоз. Примеры бедного видового разнообразия – высокогорья, тундры, пустыни. Биосистемы с богатым набором видов – коралловые рифы и тропические леса.

Биологические виды, преобладающие по количеству, являются видовым ядром и называются доминантами. Так, в березовом лесу это будет береза, на пшеничном поле – пшеница. В любом биоценозе есть виды, которые существуют только благодаря доминантам, это так называемые предоминанты, например, косуля в лесном подлеске или белка в сосново-еловом лесу.

Кроме того, в биологических сообществах есть эдификаторы, то есть животные или растительные виды, которые создают необходимые условия для жизни другим существам. Так, к примеру, в степных биоценозах мощнейшим эдификатором является ковыль.

Для того чтобы оценить роль того или иного вида в структуре биологического сообщества, применяются показатели, базирующиеся на количественном учете, такие как его обилие, частота встречаемости, индекс разнообразия Шеннона и видовое насыщение.