Pojem „ekosystém“zaviedol v roku 1935 anglický botanik A. Tensley. Týmto pojmom označil akýkoľvek súbor organizmov, ktoré žijú spolu, ako aj ich prostredie. Jeho definícia zdôrazňuje prítomnosť vzájomnej závislosti, vzťahov, kauzálnych vzťahov, ktoré existujú medzi abiotickým prostredím a biologickým spoločenstvom, pričom ich spája do akéhosi funkčného celku. Ekosystém je podľa biológov súbor rôznych populácií rôznych druhov, ktoré žijú na spoločnom území, ako aj neživé prostredie, ktoré ich obklopuje.
Biogeocenóza je prirodzený útvar s jasnými hranicami. Skladá sa zo súboru biocenóz (živých bytostí), ktoré zaberajú určité miesto. Napríklad pre vodné organizmy je týmto miestom voda, pre tých, ktorí žijú na súši, je to atmosféra a pôda. Nižšie zvážimepríklady biogeocenózy, ktoré vám pomôžu pochopiť, čo to je. Tieto systémy si podrobne popíšeme. Dozviete sa o ich štruktúre, o tom, aké typy existujú a ako sa menia.
Biogeocenóza a ekosystém: rozdiely
Pojmy „ekosystém“a „biogeocenóza“sú do určitej miery jednoznačné. Nie vždy sa však objemovo zhodujú. Biogeocenóza a ekosystém spolu súvisia ako menej široký a širší pojem. Ekosystém nie je spojený s určitou obmedzenou oblasťou zemského povrchu. Tento koncept je možné aplikovať na všetky stabilné systémy neživých a živých zložiek, v ktorých dochádza k vnútornému a vonkajšiemu obehu energie a látok. Ekosystémy napríklad zahŕňajú kvapku vody s mikroorganizmami, kvetináč, akvárium, biofilter, prevzdušňovaciu nádrž, vesmírnu loď. Nemožno ich však nazvať biogeocenózami. Ekosystém môže zahŕňať niekoľko biogeocenóz. Obráťme sa na príklady. Je možné rozlíšiť biogeocenózy oceánu a biosféry ako celku, pevniny, pásu, pôdno-klimatického regiónu, zóny, provincie, okresu. Nie každý ekosystém teda možno považovať za biogeocenózu. Prišli sme na to pohľadom na príklady. Ale akúkoľvek biogeocenózu možno nazvať ekologickým systémom. Dúfame, že teraz rozumiete špecifikám týchto pojmov. „Biogeocenóza“a „ekosystém“sa často používajú ako synonymá, no stále je medzi nimi rozdiel.
Črty biogeocenózy
Mnoho druhov bežne sa vyskytujúcich vniektorý z obmedzených priestorov. Vzniká medzi nimi zložitý a neustály vzťah. Inými slovami, rôzne druhy organizmov, ktoré existujú v určitom priestore, vyznačujúce sa komplexom špeciálnych fyzikálno-chemických podmienok, predstavujú zložitý systém, ktorý v prírode pretrváva viac či menej dlho. Pri objasňovaní definície poznamenávame, že biogeocenóza je spoločenstvo organizmov rôznych druhov (historicky založených), ktoré sú úzko spojené medzi sebou as neživou prírodou, ktorá ich obklopuje, výmenou energie a látok. Špecifickou charakteristikou biogeocenózy je, že je priestorovo obmedzená a pomerne homogénna z hľadiska druhového zloženia živých bytostí do nej zaradených, ako aj z hľadiska komplexu rôznych abiotických faktorov. Existencia ako ucelený systém zabezpečuje neustály prísun slnečnej energie do tohto komplexu. Hranica biogeocenózy je spravidla stanovená pozdĺž hranice fytocenózy (rastlinného spoločenstva), ktorá je jej najdôležitejšou zložkou. Toto sú jeho hlavné črty. Úloha biogeocenózy je veľká. Na jej úrovni prebiehajú všetky procesy toku energie a cirkulácie látok v biosfére.
Tri skupiny biocenózy
Hlavnú úlohu pri realizácii interakcie medzi jej rôznymi zložkami má biocenóza, teda živé bytosti. Delia sa podľa funkcií do 3 skupín – rozkladači, konzumenti a producenti – a úzko spolupracujú s biotopom (neživá príroda) a navzájom. Tieto živé bytosti sú zjednotenépotravinové prepojenia, ktoré medzi nimi existujú.
Producenti sú skupinou autotrofných živých organizmov. Spotrebou energie slnečného žiarenia a minerálov z biotopu vytvárajú primárne organické látky. Táto skupina zahŕňa niektoré baktérie, ako aj rastliny.
Spotrebitelia sú heterotrofné organizmy, ktoré využívajú vo forme potravín hotové organické látky, ktoré im slúžia ako zdroj energie, ako aj látky, ktoré spotrebitelia potrebujú pre svoj život. Môžeme klasifikovať takmer všetky živočíchy, parazitické rastliny, predátorské rastliny, ako aj niektoré (parazitické) baktérie a huby.
Rozkladače rozkladajú zvyšky mŕtvych organizmov, ale aj organické látky rozkladajú na anorganické, čím vracajú do biotopu minerálne látky „stiahnuté“výrobcami. Sú to napríklad niektoré druhy jednobunkových húb a baktérií.
Potravinové vzťahy medzi skupinami biocenózy
Potravinové vzťahy medzi týmito tromi zložkami biogeocenózy určujú kolobeh látok a energetické toky v ňom. Výrobcovia zachytávajú energiu Slnka a absorbujú minerály a vytvárajú organické látky. Ich telo je postavené z nich. Slnečná energia sa teda premieňa na energiu chemických väzieb. Vzájomné požieranie a producenti, konzumenti (bylinožravé, parazitické a dravé organizmy) tým rozkladajú organickú hmotu. Používajú ich, ako aj energiu, ktorá sa tým uvoľňuje, na zabezpečenie živobytia a stavbu vlastného tela. Rozkladače, ktoré sa živia mŕtvymi organizmami, rozkladajú ich organickú hmotu. Získavajú tak potrebnú energiu a materiály a tiež zabezpečujú návrat anorganických látok do biotopu. Takže v biogeocenóze sa uskutočňuje cirkulácia látok. Jeho stálosť je kľúčom k dlhej existencii ekologického systému, napriek tomu, že zásoba minerálov je v ňom obmedzená.
Dynamická rovnováha systému
Dynamická rovnováha charakterizuje vzťah organizmov medzi sebou navzájom a s neživou prírodou, ktorá ich obklopuje. Napríklad v roku, keď sú poveternostné podmienky priaznivé (veľa slnečných dní, vlhkosť a teplota sú optimálne), rastliny produkujú zvýšené množstvo primárnej organickej hmoty. Takéto množstvo potravy vedie k tomu, že sa hlodavce začnú hromadne množiť. To zase spôsobuje nárast parazitov a predátorov, ktorí znižujú počet hlodavcov. V dôsledku toho to vedie k zníženiu počtu predátorov, pretože niektorí z nich umierajú na nedostatok potravy. Takto sa obnoví pôvodný stav ekosystému.
Typy biogeocenózy
Biogeocenóza môže byť prirodzená a umelá. Druhy z nich zahŕňajú agrobiocenózy a mestské biogeocenózy. Pozrime sa bližšie na každú z nich.
Biogeocenosis natural
Všimnite si, že každá prirodzená prirodzená biogeocenóza je systém, ktorý sa vyvíjal dlhý čas – tisíce a milióny rokov. Preto sú všetky jeho prvky navzájom "lapované". To vedie kže odolnosť biogeocenózy voči rôznym zmenám vyskytujúcim sa v prostredí je veľmi vysoká. „Sila“ekosystémov nie je neobmedzená. Hlboké a náhle zmeny v podmienkach existencie, zníženie počtu druhov organizmov (napríklad v dôsledku veľkoplošného zberu komerčných druhov) vedú k tomu, že rovnováha môže byť narušená a môže byť zničená. V tomto prípade dochádza k zmene biogeocenóz.
Agrobiocenózy
Agrobiocenózy sú špeciálne spoločenstvá organizmov, ktoré sa vyvíjajú v oblastiach využívaných ľuďmi na poľnohospodárske účely (výsadba, siatie kultúrnych rastlín). Producenti (rastliny), na rozdiel od biogeocenóz prírodného druhu, sú tu zastúpené jedným druhom plodín pestovaných človekom, ako aj určitým počtom druhov burín. Rozmanitosť bylinožravých živočíchov (hlodavce, vtáky, hmyz atď.) určuje vegetačný kryt. Ide o druhy, ktoré sa môžu živiť rastlinami rastúcimi na území agrobiocenóz, ako aj v podmienkach ich pestovania. Tieto podmienky určujú prítomnosť iných druhov zvierat, rastlín, mikroorganizmov a húb.
Agrobiocenóza závisí predovšetkým od ľudskej činnosti (hnojenie, obrábanie pôdy, zavlažovanie, pesticídy atď.). Stabilita biogeocenózy tohto druhu je slabá - bez ľudského zásahu sa veľmi rýchlo zrúti. Čiastočne je to spôsobené tým, že kultivované rastliny sú oveľa rozmarnejšie ako divoké. Preto nemôžu stáťsúťaž s nimi.
Mestské biogeocenózy
Urbánne biogeocenózy sú mimoriadne zaujímavé. Ide o ďalší typ antropogénnych ekosystémov. Príkladom sú parky. Hlavné environmentálne faktory, ako v prípade agrobiocenóz, sú v nich antropogénne. Druhové zloženie rastlín určuje človek. Sadí ich, aj sa o ne a ich spracovanie stará. Najvýraznejšie zmeny vo vonkajšom prostredí sa prejavujú práve v mestách - zvýšenie teploty (od 2 do 7 ° C), špecifické vlastnosti pôdy a zloženia atmosféry, špeciálny režim vlhkosti, osvetlenia a pôsobenia vetra. Všetky tieto faktory tvoria mestské biogeocenózy. Toto sú veľmi zaujímavé a špecifické systémy.
Príklady biogeocenózy sú početné. Rôzne systémy sa od seba líšia druhovým zložením organizmov, ako aj vlastnosťami prostredia, v ktorom žijú. Príklady biogeocenózy, ktorým sa budeme podrobne venovať, sú listnatý les a rybník.
Listnatý les ako príklad biogeocenózy
Listnatý les je zložitý ekologický systém. Biogeocenóza v našom príklade zahŕňa druhy rastlín, ako sú duby, buky, lipy, hraby, brezy, javory, jaseň, osiky a iné stromy, ktorých lístie opadáva na jeseň. V lese vyniká niekoľko ich vrstiev: nízke a vysoké dreviny, machový porast, trávy, kríky. Rastliny obývajúce horné vrstvy sú fotofilnejšie. Lepšie odolávajú vibráciám.vlhkosť a teplota ako zástupcovia nižších vrstiev. Mechy, trávy a kríky znášajú tieň. Existujú v lete v súmraku, vznikajú po rozvinutí listov stromov. Podstielka leží na povrchu pôdy. Vzniká z polorozložených zvyškov, vetvičiek kríkov a stromov, opadaného lístia, odumretých tráv.
Lesné biogeocenózy vrátane listnatých lesov sa vyznačujú bohatou faunou. Obýva ich množstvo hrabivých hlodavcov, predátorov (medveď, jazvec, líška) a hrabavých hmyzožravcov. Na stromoch žijú aj cicavce (čipmunk, veverička, rys). Srnčia zver, losy, jelene sú súčasťou skupiny veľkých bylinožravcov. Kance sú rozšírené. Vtáky hniezdia na rôznych úrovniach lesa: na kmeňoch, v kríkoch, na zemi alebo na vrcholkoch stromov a v dutinách. Existuje veľa hmyzu, ktorý sa živí listami (napríklad húsenicami), ako aj drevom (kôrovce). V horných vrstvách pôdy, ako aj v podstielke žije okrem hmyzu obrovské množstvo ďalších stavovcov (kliešte, dážďovky, larvy hmyzu), množstvo baktérií a húb.
Rybník ako biogeocenóza
Teraz zvážte jazierko. Toto je príklad biogeocenózy, v ktorej je životným prostredím organizmov voda. V plytkej vode jazierok sa usádzajú veľké plávajúce alebo zakoreňujúce rastliny (burina, lekná, trstina). Malé plávajúce rastliny sú rozmiestnené po celom vodnom stĺpci, až do hĺbky, kde preniká svetlo. Ide najmä o riasy, ktoré sa nazývajú fytoplanktón. Niekedy je ich veľa, v dôsledku čoho sa voda zmení na zelenú,„kvitne“. Veľa modrozelených, zelených a rozsievkových rias sa nachádza vo fytoplanktóne. Pulce, larvy hmyzu, bylinožravé ryby, kôrovce sa živia rastlinnými zvyškami alebo živými rastlinami. Ryby a dravý hmyz jedia malé zvieratá. A bylinožravé a menšie dravé ryby lovia veľké dravé. V celom jazierku sú rozšírené organizmy, ktoré rozkladajú organickú hmotu (huby, bičíkovce, baktérie). Na dne je ich obzvlášť veľa, keďže sa tu hromadia zvyšky mŕtvych zvierat a rastlín.
Porovnanie dvoch príkladov
Porovnaním príkladov biogeocenózy vidíme, aké rozdielne sú z hľadiska druhového zloženia a vzhľadu rybníka a lesných ekosystémov. Je to spôsobené tým, že organizmy, ktoré ich obývajú, majú odlišný biotop. V jazierku je to voda a vzduch, v lese je to pôda a vzduch. Napriek tomu sú funkčné skupiny organizmov rovnakého typu. V lese sú producentmi machy, bylinky, kríky, stromy; v jazierku - riasy a plávajúce rastliny. V lese medzi spotrebiteľov patrí hmyz, vtáky, zvieratá a iné bezstavovce, ktoré obývajú odpad a pôdu. Medzi konzumentov v jazierku patria rôzne obojživelníky, hmyz, kôrovce, dravé a bylinožravé ryby. V lese sú rozkladače (baktérie a huby) zastúpené suchozemskými formami a v rybníku - vodnými. Poznamenávame tiež, že rybník aj listnatý les sú prirodzenou biogeocenózou. Vyššie sme uviedli príklady umelých.
Prečo sa biogeocenózy navzájom nahrádzajú?
Biogeocenóza nemôže existovať večne. Ten nevyhnutne skôr respnahradený neskoro. Deje sa tak v dôsledku zmien životného prostredia živými organizmami, vplyvom človeka, v procese evolúcie, s meniacimi sa klimatickými podmienkami.
Príklad zmeny biogeocenózy
Uvažujme ako príklad prípad, keď živé organizmy samotné sú príčinou meniacich sa ekosystémov. Ide o osídlenie skál s vegetáciou. Veľký význam v prvých fázach tohto procesu má zvetrávanie hornín: čiastočné rozpúšťanie minerálov a zmena ich chemických vlastností, deštrukcia. V počiatočných fázach zohrávajú veľmi dôležitú úlohu prví osadníci: riasy, baktérie, lišajníky, modrozelená. Producentmi sú modrozelené, riasy v zložení lišajníkov a voľne žijúce riasy. Vytvárajú organickú hmotu. Modrozelené odoberajú zo vzduchu dusík a obohacujú ho o prostredie, ktoré je ešte stále nevhodné na bývanie. Lišajníky rozpúšťajú horninu výlučkami organických kyselín. Prispievajú k tomu, že prvky minerálnej výživy sa postupne akumulujú. Plesne a baktérie ničia organické látky vytvorené výrobcami. Posledne menované nie sú úplne mineralizované. Postupne sa hromadí zmes minerálnych a organických zlúčenín a rastlinných zvyškov obohatených dusíkom. Sú vytvorené podmienky pre existenciu košatých lišajníkov a machov. Proces akumulácie dusíka a organickej hmoty sa zrýchľuje, vytvára sa tenká vrstva pôdy.
Vzniká primitívna komunita, ktorá môže existovať v tomto nepriaznivom prostredí. Prví osadníci sú dobre prispôsobení drsným podmienkam skál – odolávajú amráz, teplo a sucho. Postupne menia svoj biotop, čím vytvárajú podmienky pre tvorbu nových populácií. Po objavení sa bylinných rastlín (ďatelina, obilniny, ostrice, zvončeky atď.) sa súťaž o živiny, svetlo a vodu zintenzívni. V tomto boji sú priekopnícki osadníci vytláčaní novými druhmi. Kríky sa uspokoja s bylinkami. Svojimi koreňmi držia pôdu na mieste. Lesné spoločenstvá sú nahradené trávnatými a kríkovými spoločenstvami.
V priebehu dlhého procesu vývoja a zmien biogeocenózy postupne narastá počet druhov živých organizmov v nej zahrnutých. Komunita sa stáva zložitejšou, jej potravinová sieť sa čoraz viac rozvetvuje. Rozmanitosť vzťahov, ktoré existujú medzi organizmami, sa zvyšuje. Čoraz viac komunity využíva zdroje životného prostredia. Takže sa zmení na zrelú, ktorá je dobre prispôsobená podmienkam prostredia a má samoreguláciu. V ňom sa populácie druhov dobre rozmnožujú a nie sú nahradené inými druhmi. Opísaná zmena biogeocenóz trvá tisíce rokov. Existujú však zmeny, ktoré sa dejú pred očami len jednej generácie ľudí. Ide napríklad o zarastanie plytkých nádrží.
Takže sme hovorili o tom, čo je biogeocenóza. Vyššie uvedené príklady s popisom to poskytujú vizuálnu reprezentáciu. Všetko, o čom sme hovorili, je dôležité pre pochopenie tejto témy. Typy biogeocenóz, ich štruktúra, vlastnosti, príklady – to všetko by sa malo študovať, aby sme si o nich urobili úplný obraz.
