Структура биоценоза в биологии — определение, виды и примеры — Помощник для школьников Спринт-Олимпик

Понятие биоценоза

Природа населена множеством живых существ. Животные или цветы не могут существовать отдельно. Каждый живой организм взаимодействует с другим или сходным видом. Это взаимодействие обозначено наукой как биотический фактор среды.

Биоценотическая среда – совокупность всего живого, окружающего организм. Интересно, что различные представители всего живого на Земле создают сообщества и живут только с теми видами, которым для благоприятного существования необходимы одинаковые условия.

Иными словами, биоценоз устроен таким образом, что на одной и той же территории обитают растения, животные, грибы и простейшие микроорганизмы, требующие одних и тех же условий окружающей среды. Сами организмы также являются частью среды обитания вида.

Определенная однородная территория называлась биотопом. То есть часть какого-либо пространства (водоема, суши, моря) с устойчивым влиянием климатических условий и внешней среды.

Биоценоз делится на несколько сообществ: зооценоз (животное сообщество), фитоценоз (растительное сообщество) и микробиоценоз (сообщество микроорганизмов).

Понятие «биоценоз» впервые было предложено в 1877 К. Мебиусом (немецким гидробиологом). Исследователь проводил исследования в рамках наблюдений за средой обитания устриц в Северном море. Исследования подтвердили, что устрицы адаптируются только к конкретным внешним условиям. А самое главное, что вместе с ними можно увидеть и другие виды обитателей – моллюсков или ракообразных.

Каждый элемент биоценоза оказывает непосредственное влияние на жизнедеятельность другого. Совместное проживание и благотворное влияние организмов друг на друга на единой территории складывалось на протяжении многих столетий.

Три типа пустынных экосистем

1 Горячие пустыни

Горячие пустыни расположены вблизи экватора и их высота обычно близка к уровню моря. Сахара – самый известный пример пустыни такого типа.

В этом типе экосистемы очень горячая почва, мало воды и мало тени. Таким образом, они создают условия, в которых могут выжить немногие виды растений.

2 Холодные пустыни

Холодные пустыни встречаются в высокогорных районах, особенно на скалистых вершинах самых высоких гор.

Почва в холодных пустынях обычно песчаная или каменистая — неблагоприятная среда для развития всех видов растений и животных. Однако также можно наблюдать, как живые существа приспособились к выживанию.

3 Замороженные пустыни

Замерзшие пустыни — еще один вид холодных пустынь, встречающийся в основном на северном и южном полюсах планеты, а также в вечных снегах горных вершин. В этих случаях почва не является песком или камнем, а целиком состоит из льда.

Горизонтальная структура биоценоза (мозаичность)

Неоднородность почвенных условий, топографии и деятельности человека определяет характер горизонтального распределения видов в биотопе – горизонтальную структуру биоценоза. Под влиянием вышеперечисленных факторов в биоценозе формируются микрогруппы растений. Например, в луговых биоценозах можно встретить микрогруппы бобовых, злаков и сложноцветных. Они различаются видовым составом, соотношением численности видов, продуктивностью, биомассой и т д.

В каждой такой микрогруппе растений формируется определенный микроклимат и видовой состав животных, грибов и микроорганизмов. Совокупность всех этих компонентов, связанных трофическими и топическими связями, представляет собой структурную единицу горизонтальной структуры биоценоза.

В лесном биоценозе, например, отчетливо видны различия между опушкой леса и поляной. Значительно различаются участки леса с отчетливым кустарниковым подлеском и сплошным моховым покровом или покровом черники. Таким образом, горизонтальная структура биоценоза является отражением разнообразия условий среды биотопа в горизонтальном направлении.

Благодаря формированию горизонтальной структуры биоценоз полнее использует возможности биотопа. Он активно потребляет пищевые ресурсы, увеличивается численность видов и, как следствие, повышается устойчивость биоценоза.

Пространственная структура биоценоза представляет собой расположение видов в вертикальном (послойном) и горизонтальном (мозаичном) направлении. Вертикальная структура формируется за счет наличия растений на разной высоте, образующих ярусы. В биоценозах различают надземный и подземный уровни. Горизонтальная структура биоценоза формируется за счет неоднородности почвы и рельефа биотопа.

Флора

растения пустыни производят семена, которые могут оставаться в состоянии покоя в течение длительного периода времени. Это позволяет им пережить длительную засуху, пока не пройдут дожди, позволяющие развиваться новому растению..

Суккуленты

Суккулентные растения, такие как кактусы, обладают способностью накапливать воду в своих колючках. У этих видов фотосинтез происходит в стебле и имеет складки, которые могут быстро расширяться в течение коротких периодов влажности.

Кустарник

Кусты имеют специальные конструкции, препятствующие выходу воды. Такие растения, как падуб, держат листья так, что солнце касается только их боков; У них также есть тонкий слой соли, который отражает солнце и предотвращает попадание солнца на листья..

Проблемы в классификации

Многоуровневость — очень относительное понятие. Оно проявляется по-разному, в зависимости от особенностей местности. Например, в экваториальных тропических лесах обитает большое количество видов организмов, поэтому разделить их на уровни бывает довольно сложно.

Легче всего это сделать в лесах, созданных из одного вида деревьев. Ярусность особенно хорошо видна в дубравах, кедровых и березовых рощах, еловых и сосновых лесах. А вот на лугах не все так однозначно. Там трава и мхи могут создавать дополнительные уровни, границы между которыми не очень заметны.

Видовая структура биоценоза

Такая структура предполагает наличие разных видов организмов, их количества и общей массы. Богатство и бедность биоценоза определяется количеством и разнообразием обитающих в нем видов.

Например, в местах с отклонениями (отклонениями от нормы) условий окружающей среды заметно сильное истощение. Особи способны пережить неблагоприятное воздействие окружающей среды. Видовое разнообразие также низкое в местах постоянного или негативного вмешательства (разрушение территории затоплением и разрушением руками человека).

Биоценозы делятся на естественные и искусственные. Естественная история развивается на протяжении многих лет. Поэтому более молодой биоценоз имеет худшие видовые характеристики.

Один человек также не может собрать большое разнообразие видов на одной территории. Поэтому искусственные биоценозы также не отличаются большим разнообразием обитателей.

Плотность среды обитания также зависит от природно-климатических условий. Чем благоприятнее окружающая среда, тем выше концентрация организмов на одной территории.

Пространственная структура биоценоза

Он предполагает расположение каждого вида на определенном участке биотопа как в вертикальных, так и в горизонтальных пропорциях.

Отводок относится к расстоянию между видами и почвой. Принцип отводков основан на использовании солнечного света разными видами растений. Отводки могут располагаться над землей или под землей.

Как правило, слой земли делят на 5 частей в зависимости от высоты дерева:

• 1 слой – высокие деревья (дуб);
• менее высокие деревья относятся ко 2 ярусам;
• третий уровень включает: орешник, облепиху и другие кустарники;
• 4-й ярус состоит из высоких трав;
• 5. – самые маленькие растения по высоте (клубника).

Слои в подземной части соответствуют длине корней трав и деревьев. Здесь гораздо меньше уровней.

Различают 3 типа подземных слоев: подстилку (происходит образование гумуса), корневые пространства и минеральные слои.

К обозначенным уровням также относятся организмы животных:

• первый ярус населен постоянными жителями древесного полога;
• 2 слоя состоят из птиц и насекомых, пожирающих стволы деревьев;
• 3 и 4 слои разделены хищниками, грызунами и копытными;
• 5-й слой заполнен мелкими организмами (клещи, многоножки).

Среди многообразия жителей есть и те, кого сложно отнести к какой-либо конкретной должности. Они могут жить во всех слоях и пространствах (виноградные лозы).

Если стратификация определяет вертикальное расположение видов, то мозаика характеризует их горизонтальное распределение. Это означает, что определенный вид растения растет на определенном участке почвы, который лучше всего для него подходит.

Мозаики можно делать вручную из-за вырубки лесов. На освободившемся пространстве появляются новые виды и создаются новые сообщества.

Трофическая структура биоценоза

Биоценоз устойчив благодаря наличию различных экологических групп и биологических цепочек, составляющих взаимосвязь органической и неорганической природы.

Стабильность обеспечивают три важных компонента трофической структуры: продуценты, консументы и редуценты.

Организмы, которые производят органический материал из неорганического материала, являются продуцентами. Потребители бывают первого и второго порядка.

В первом случае потребители потребляют производителей (коров). Во втором случае они сами становятся жертвами потребителей второго порядка.

Разрушители – это организмы, расщепляющие и разрушающие органические вещества до неорганического состояния (грибы, бактерии).

Пища играет роль лимитирующего фактора в любом биоценозе, поэтому для поддержания видового разнообразия в сообществах к консументам относятся организмы, источниками энергии которых являются листва, древесина или корни растений.

Экологически-пищевые связи

Представленное разнообразие растений, способных производить огромное количество органического вещества, служащего пищей, становится одной из причин развития в лиственных лесах множества животных-консументов, начиная от простейших и заканчивая позвоночными — млекопитающими и птицами.

Пищевая цепь млекопитающих представлена ​​следующим образом:

• Добычей хищников: волков, лисиц, горностаев, ласк и куниц служат травоядные мышевидные грызуны, зайцы и копытные.
• Все разновидности позвоночных животных, в свою очередь, служат средой обитания и непосредственным источником питания для паразитов: насекомых и клещей, круглых и плоских червей, простейших, бактерий.

Пищевые цепи в лиственных лесах переплетаются в сложные структуры питания; исключение одного вида животных существенно не влияет на структуру лесного биоценоза.

Примеры биоценоза

Коллекции живых организмов бывают разных размеров. Для более подробного объяснения будет рассмотрено несколько примеров. За основу обычно берутся леса, поскольку они имеют наибольшую численность населения.

Живая природа

Насекомые и паукообразные

Насекомые — это виды животных, которые легче всего размножаются в пустыне. Среди наиболее распространенных — омары, мотыльки, жуки, муравьи и пауки.

В некоторых пустынных экосистемах бабочки маниоки играют очень важную роль. Эти насекомые отвечают за опыление, необходимое для размножения маниоки..

Рептилии

рептилии пустыни характеризуются способностью выдерживать экстремальные температуры благодаря способности контролировать температуру своего тела. В эту категорию входят разные виды змей и ящериц..

Среди змей пустыни есть гремучая змея, кобра, королевская змея и змея-богиня. С другой стороны, среди ящериц есть некоторые виды, которые могут менять цвет и маскироваться, или другие ядовитые виды, такие как морщинистая ящерица и чудовище Гила..

Домашняя птица

пустынные птицы обладают особыми характеристиками, которые позволяют им выживать в этой враждебной среде. У рябчика есть особые перья, впитывающие воду, что обеспечивает его выживаемость и молодость.

Другие птицы, например дятел Гила, строят гнезда внутри кактуса. Благодаря свежему и влажному внутреннему содержанию этих растений выживание детей гарантировано.

Млекопитающих

Существуют разные виды млекопитающих разного размера и характеристик. Большинство из них — роющие норы, способность которых позволяет им выходить из зоны высоких температур днем ​​и выходить ночью для кормления.

Однако есть и животные, которые не роют, как, например, кенгуру, лошади и львы. Последний, например, черпает воду из крови жертвы.

Есть также другие животные, такие как лисы, кролики и ежи, у которых есть уши, которые излучают тепло от вашего тела. Со своей стороны, пустынный тетерев держит хвост над головой, как зонтик, чтобы сохранить прохладу.

В эту категорию, конечно же, входят верблюды. Его главным качеством является способность накапливать жир в своих горбах для еды и способность выживать с небольшим количеством воды..

Животный мир

В животном мире стратификация связана не с ростом организмов, а с высотой, на которой они живут:

• Геобия.
• Герпетобия.
• Бриобия.
• Филлобия.
• Аэробика.

Геоби все земляне. К ним относятся как очень мелкие животные, такие как черви, мокрицы и микроорганизмы, так и крупные землероющие виды — кроты, кроты, цокоры, бурундуки, тушканчики.

В верхних слоях почвы и лесной подстилке обитают герпетобии, а на болотах – мхи, среди которых могут быть улитки, жуки, клещи и безногие амфибии.

Филлобии – обитатели трав и кустарников. Они представлены всевозможными беспозвоночными, паукообразными, рептилиями, различными млекопитающими и птицами, гнездящимися в зарослях.

На самых высоких уровнях обитают Аэробии. К ним относятся множество птиц, белки, летучие мыши, обезьяны, различные гусеницы и другие насекомые.

Ярусность распространяется не только на суше, она проявляется и в водной среде. Морские и речные организмы делятся на надводные (планктон), пелагические (лососи, акулы, дельфины, медузы), придонные или донные (раковины, раки, крабы, скаты, камбала).

Чем отличается биоценоз от биогеоценоза

Многие путают понятие биоценоз с биогеоценозом. Эти два понятия во многом схожи. Однако понятие «биогеоценоз» было разработано Сукачевым в 1942 году.

Основное отличие терминов состоит в том, что биоценоз – это часть окружающей среды, включающая в себя все живое и взаимоотношения только между живыми организмами. При этом биогеоценоз включает и факторы неживой природы.

То есть в биогеоценозе существуют взаимоотношения не только между живыми организмами, но и между живыми и неживыми существами (органические компоненты неразрывно связаны с неорганическими).

Однако стоит учитывать, что важнейшим сходством биоценоза и биогеоценоза является устойчивая связь организмов с природой в целом. Мы должны помнить об этом и ценить природу, беречь ее и поддерживать окружающую среду.

Биоценоз леса (дубравы)

Дубовый лес существует уже сотни лет, стабилен и населен множеством видов организмов. Лес занимает определенную обширную территорию с устойчивыми абиотическими факторами.

Между видами существует устойчивая тесная связь, относительно устоявшийся цикл саморегуляции. В состав дубового леса входят все три необходимые экологические группы.

Наладилось использование органических веществ и энергии, стабилизировалась саморегуляция. Механизм саморегуляции, являющийся основным компонентом такого биоценоза, означает сосуществование разных видов организмов с разными способами питания.

Численность каждого вида сохраняется и полного уничтожения не происходит. Организмы приспособлены ко всем факторам окружающей среды.

Состав биоценоза

Биологическое единство формируется на основе взаимодействия фитоценоза, зооценоза и микробиоценоза. Фитоценоз представляет собой основу биоценоза; в нем происходят процессы создания и переработки органического вещества. Внешний вид, строение, климат и видовое разнообразие той или иной единицы зависят от фитоценоза. В такой единице существуют положительные и отрицательные взаимодействия. Главное качество фитоценоза – устойчивость во времени: он способен поддерживать собственное существование без вмешательства извне.

Совокупность разных видов живых существ, живущих в одном биологическом сообществе, называется зооценозом. Он также играет важную экологическую роль. Зооценоз участвует в ускорении преобразования энергии и сохраняет структуру фитоценоза. Каждый вид животных имеет определенную функцию.

Микробиоценоз – совокупность всех микроорганизмов, встречающихся в одном сообществе. Сюда входят существа как растительного, так и животного происхождения.

Биоценоз водоема

Водоросли и прибрежная трава в водоеме передают солнечный заряд другим организмам.

Роль потребителей играют рыбы, моллюски и насекомые. А различные бактерии и жуки действуют как разлагатели и поглощают мертвые организмы.

Структура растительных сообществ

Структура растительного сообщества – это распределение растительной биомассы над и под землей в пространстве. Это определяется надземным и подземным уровнями, извилистостью и мозаичностью фитоценоза.

Стратификация (надземная и подземная) — распределение органов растений разных видов на разной высоте над землей и на разной глубине в почве.

Распределение видов растений между надземными слоями зависит от создаваемых ими световых условий и в меньшей степени температуры и влажности.

Каждый ярус образован растениями одинаковой высоты и одинаковыми потребностями в освещении. Растения разных ярусов оказывают сильное влияние друг на друга. Воздействие верхних слоев на нижние заключается в уменьшении освещенности и регулировании микроклимата. Растения нижних слоев оказывают на них более слабое воздействие – через изменения водного режима, процессов почвообразования и т д. Существует также внеярусная растительность:

• лозы,
• эпифиты,
• возобновление роста деревьев.

Попробуйте обратиться за помощью к учителям

К пологу относят подрост определенной высоты, а также растения, низкорослость которых определяется действием факторов вне фитоценоза. По мнению В. Н. Сукачева (1930), это временный ярус, включающий молодые растения или растения, угнетенные факторами вне фитоценоза.

Встречается и ситуация невыраженной стратификации у растений разной высоты в условиях низкой густоты древостоя.

В лесу обычно 2-3 яруса деревьев, 1-2 яруса кустарников, до трех ярусов травы и один ярус напочвенного покрова.

Среди древесных слоев сообщества обычно имеется основной ярус; оно определяет функциональное состояние всего фитоценоза. Обычно это верхний слой древесины. Иногда, однако, строительным слоем является нижний, например слой сфагновых мхов на верховых болотах.

Подземная стратификация растительных сообществ менее изучена, чем надземный слой. Послойное расположение корней зависит от особенностей влажности почвы, ее плодородия и аэрации. По глубине проникновения корней в почву и расположению активной части корневых систем в лесах обычно выделяют от трех до шести подземных слоев.

Они, как и надземные слои, взаимно влияют друг на друга, перехватывая поверхностную или глубинную воду и различные корневые выделения. В засушливых экосистемах корни часто во много раз превышают биомассу надземных органов растений.

Корневые системы здесь замкнутые, в отличие от пространственно разобщенных надземных органов, и взаимодействие между особями осуществляется только через подземные слои.

Горизонтальная структура фитоценоза

Фрагменты растительного сообщества, различающиеся по особенностям строения, имеют ряд сходных по смыслу названий:

• микроценозы,
• микрофитоценозы,
• микроассоциации,
• микрогруппы,
• посылки,
• ценовые элементы.

Биоценоз пустыни

для пустынной растительности характерны ксерофильные деревья и кустарники с мелкой, иногда чешуйчатой ​​листвой и сильно развитой корневой системой (саксаулы, акации).

Особенно распространены суккулентные растения, к особенностям которых относится накопление запасов воды (кактусы).

Бодрствование по ночам — такой образ жизни лучше всего подходит для беспозвоночных, так как защищает их от перегрева. Альтернативный вариант – жить в слое почвы, где имеются большие запасы пищи в виде подземных растений.

Мелкие виды обитают и обитают в норах грызунов. В пустыне много насекомых – жуки, навозные жуки, скарабеи, муравьи, постельные клопы.

Условия жизни рептилий шире. Высокая температура здесь играет небольшую роль. Ведь преобладание пустынных ящериц и змей, которые в большинстве своем не могут длительное время выдерживать температуру выше 40 градусов, никто не отменял.

Ярусность растений

В растительном сообществе каждый уровень представляет собой группу видов, имеющих примерно одинаковую высоту органов: стеблей, листьев, цветков, а также корней, клубней, корневищ. Выделяют около пяти слоев, которые обычно образованы разными формами жизни:

• Древесный (иногда разделяется на верхний и нижний).
• Буши.
• Кустарниково-травянистый.
• Моховой лишайник.

Деревья представляют высший уровень. В лесу они выигрывают битву за солнечный свет и получают его большую часть. Самыми высокими деревьями являются береза, дуб, бук, граб, сосна и ель, а также секвойи, кедры и пальмы. Внизу залегают кустарники и карликовые деревья, образуя подлесок. Они представлены орехом, икрой, яблоком и так далее

Следующий уровень занимают травянистые растения и невысокие кустарники. Это могут быть разные виды ягод, лечебные травы и цветы. В наших лесах этот ярус представлен ландышами, крокусами, зверобоем, брусникой, черникой и другими видами. Под ними обычно находится множество мхов и лишайников.

За пределами леса, на открытых пространствах, многие виды подлеска могут занимать высшие уровни, поскольку не испытывают конкуренции со стороны других деревьев. В пустынях и тундрах высший уровень часто представлен кустарниками и травами, иногда только мхами и лишайниками.

Роль различных видов животных в биоценозе

Разные виды животных в биоценозе лиственного леса имеют различное значение, например, исчезновение растительноядных парнокопытных: оленей, оленей, лосей — не окажет большого влияния на экосистему в целом, так как их численность (биомасса) не была имеет большое значение в круговороте материи.

Но если бы из леса исчезли растительноядные насекомые, последствия были бы гораздо серьезнее, поскольку насекомые играют важную роль в биогенезе: они опыляют растения, участвуют в уничтожении пади, а также являются основой многих других звеньев в биогенезе. Пищевая цепь.

Роль птиц в лесном биоценозе очень велика, так как они принимают непосредственное участие в уничтожении вредных насекомых, имеют в этом преимущество даже по сравнению с хищниками и паразитами.

Существует правило экологической пирамиды, описывающее закономерность: количество растительных веществ, служащих основой пищевой цепи, всегда во много раз превышает общую массу растительноядных животных, а массовая доля каждого элемента из последовательных звеньев пищевой цепи уменьшается.

Посмотрите видео: Биогеоценоз водоема, его биотические и абиотические факторы

Искусственный биоценоз

Это совокупность живых организмов, созданная и поддерживаемая непосредственно человеком. Среди них широко известны агроценозы – сообщества, созданные людьми для получения продукции.

К ним относятся: водоемы, пастбища, искусственные лесные насаждения и т.д.

Такие сообщества экологически нестабильны, требуют постоянного наблюдения, характеризуются низким видовым разнообразием и отсутствием саморегуляции организмов. Требуется постоянное вмешательство человека (борьба с вредителями, борьба с сорняками, удобрения).

Читайте также: Что такое сапротрофы?