СТРУКТУРА БИОЦЕНОЗА

Что такое биоценозы

Группировки совместно обитающих и взаимно связанных организмовназываютбиоценозами. Приспособленность членов биоценоза к совместной жиз­ни выражается в определенном сходстве требований к важнейшим абиотическим условиям среды и закономерных отношениях друг с другом.

Термин «биоценоз» чаще употребляют применительно к населению территориальных участков, которые на суше выделяют относительно однородной растительности (обычно по границам растительных ассоциаций), например биоценоз ельника-кисличника, биоценоз суходольного луга, сосняка-беломошника, биоценоз ковыльной степи, пшеничного поля и т.). При этом имеется в виду вся совокупность живых существ — растений, животных, микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию на данной территории. В водной сре­де различают биоценозы, соответствующие экологическим под­разделениям частей водоемов, например биоценозы прибрежных галечных, песчаных или илистых грунтов, абиссальных глубин.

СТРУКТУРА БИОЦЕНОЗА

1.Видовая структурабиоценоза.

Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие в нем видов и соотношение их численности или массы. Различают бедные и богатые видами биоценозы. В полярных арктических пу­стынях и северных тундрах при крайнем дефиците тепла, в безводных жарких пустынях, в водоемах, сильно загрязненных сточ­ными водами, везде, где один или сразу несколько факторов среды далеко уклоняются от среднего оптимального для жизни уровня, сообщества сильно обеднены, так как лишь немногие ви­ды могут приспособиться к таким крайним условиям. Везде, где условия абиотической среды приближаются к оптимальным в среднем для жизни, возникают чрезвычайно богатые видами сообщества. Примерами их могут служить тропические леса, коралловые рифы с их многообразным населением, долины рек в аридных засушливых районах и т. д.

Видовой состав биоценозов, кроме того, зависит от длительности их существования. Молодые, только формирующиеся сообщества обычно включают меньший набор видов, чем давно сложившиеся, зрелые. Биоценозы, со­зданные человеком (поля, огороды, сады) также беднее видами, чем сходные с ними природные системы (лесные, степные, луговые. Однако даже самые обедненные биоценозы включают, по край­ней мере, несколько десятков видов организмов, принадлежащих к разным систематическим и экологическим группам.

В некоторых условиях формируются биоценозы, в которых нет растений (например в пещерах или водоемах ниже фотической зоны), а в исключительных случаях, состоящих только из микроорганизмов (в анаэробной среде, на дне водоема, в гниющих илах). Богатые видами природные сообщества включают тысячи и даже десятки тысяч видов, объединяемых сложной системой взаимосвязей.

Влияние разнообразия условий на разнообразие видов проявляется, например, в так называемом «погра­ничном», или опушечном,эффекте. Общеиз­вестно, что на опушках обычно пышнее и бога­че растительность, гнездится больше видов птиц, встречается больше ви­дов насекомых, пауков и т. п., чем в глубине леса. Здесь разно­образнее условия освещенности, влажности, температуры. Чем сильнее различия двух соседствующих биотипов, тем разнороднее условия на их границах и тем сильнее проявляется пограничный эффект. Видовое богатство сильно возрастает в местах контактов лесных травянистых, водных и сухопутных сообществ и др.

Виды, преобладающие по численности, являются доминантами сообщества. Например, в наших еловых лесах среди деревьев до­минирует ель, в травяном покрове — кислица и другие виды, в птичьем населении — королек, зарянка, пеночка-теньковка, среди мышевидных грызунов — рыжая и красно-серая полевки и т. Однако не все доминантные виды одинаково влияют на биоценоз. Среди них выделяются те, которые своей жизнедеятельностью в наибольшей степенисоздают среду для всего сооб­щества и без которых поэтому существование большинства других видов невозможно. Такие виды называют эдификаторами. Основными эдификаторами наземных биоценозов выступают опреде­ленные виды растений: в еловых лесах — ель, в сосновых — сосна, в степях — дерновинные злаки (ковыль, типчак и др.). В некоторых слу­чаях эдификаторами могут быть и животные. Например, на территориях, занятых колониями сурков именно их роющая деятельность определяет в основном характер ландшафта, микроклимат, условия произрастания растений.

Кроме относительно небольшого числа видов-доминантов, в состав биоценозов входит множество малочисленных и редких форм. Они создают его видовое богатство, увеличивают разнообразие биоценотических связей и служат резервом для пополнения и замещения доминантов, т.е. придают биоценозу устойчивость и обеспечивают надежность его функционирования в разных условиях. Чем больше резерв подобных второстепенных видов в сообществе, тем больше вероятность того, что среди них найдутся такие, которые смогут выполнить роль доминантов при любых изменениях среды.

Чем специфичнее условия среды, тем беднее видовой состав сообщества и выше численность отдельных видов. В наиболее богатых биоценозах практически все виды малочисленны.

Разнообразие биоценоза тесно связано с его устойчивостью: чем выше видовое разнообразие, тем стабильнее биоце­ноз. Деятельность человека сильно сокращает разнообразие в природных сообществах.

В биоценозе могут формироваться консорции – группы разнородных организмов, поселяющиеся на или в теле особи какого-либо определенного вида -центрального члена консорции. Сосна с ее микоризными грибками, эпифитными мхамии лишайниками на стволе и ветвях, со всем множеством населяющих ее членистоногих — это, сложнейшийконсорций. Полевка с ее эктопаразитами, гельминтами, с пpocтeйшими бактериями, населяющими ее внутренние органы, опять есть целый консорций

2. Пространственная структура .

Пространственная структура биоценоза определяется прежде
всего сложением его растительной части — фитоценоза, распределением наземной и подземной массы растений. Фитоценоз часто приобретает четкое ярусное сложение: ассимилирующие надземные органы растении и подземные их части располагаются в несколько слоев, по-разному используя и изменяя среду. Ярусность особенно хорошо заметна в лесах умеренного пояса. Например,в еловых лесах четко выделяются древесный, травяно-кустарничковый и моховый ярусы. 5—6 ярусов можно выделить и в широколиственном лесу: первый, или верхний, ярус образован деревьями первой величины (дуб черешчатый, липа сердцевидная, клен платановидный, вяз гладкий и др.); второй — деревьями второй величины (рябина обыкновенная, дикие яблони и груша, черемуха, ива козья и др.); третий ярус составляет подлесок, образованный кустарниками (лещина обыкновенная, крушина ломкая,, жимолость лесная, бересклет европейский и др.); четвертый состоит из высоких трав (борцы, бор развесистый, чистец леснойi и др.); пятый ярус сложен из трав более низких (сныть обыкновенная, осока волосистая, пролесник многолетий и др.); в шестом ярусе — наиболее низкие травы, такие, как копытень евро­пейский.

В лесах всегда есть и межъярусные (внеярусные) растения — этоводоросли и лишайники на стволах и ветвях деревьев, высшие споровые и цветковые эпифиты, лианы и др. Ярустность позволяет растениям более полно использовать световой поток: под пологом высоких растений могут существовав теневыносливые, вплоть до тенелюбивых, перехватывая даже слабый солнечный свет. Ярусы растительности могут быть разной протяженности: древесный ярус, например, толщиной несколько метров, a травяной покров — всего несколько сантиметров. Каждый ярус по своему участвует в создании фитоклимата и приспособлен к определенному комплексу условий.

Подземная ярусность фитоценозов связана с разной глубиной укоренения растений, входящих в их состав, с размещением ак­тивной части корневых систем. В лесах нередко можно наблюдать несколько (до шести) подземных ярусов.

Животные также преимущественно приурочены к тому ила иному ярусу растительности. Некоторые из них вообще не поки­дают соответствующего яруса. Например, среди насекомых выде­ляются следующие группы: обитатели почвы — геобий, наземного, поверхностного слоя — герпетобий,, мохового яруса — бриобий, травостоя_— филлобий, более высокихярусов — аэробий.

Расчлененность в горизонтальном направлении – мозаичность. Мозаичность обусловлена рядом причин: неоднородностью микрорельефа, почв, средообразующим влиянием растений и их экологическими особенностями. Она может возникнуть в результате деятельности животных (образование выбросов почвы и их после­дующее зарастание, образование муравейников, вытаптывание и стравливание травостоя копытными и др.) или человека (выборочная рубка, кострища и др.), вследствие вывалов древостоя во время ураганов и т. д. Изменения среды под влиянием жизнедеятельности отдельных видов растений создают так называемую фитогенную мозаичность.

3. Экологическая структура биоценоза.

Разные типы биоценозов характеризуются определенным соот­ношением экологических групп организмов, которое выражает экологическую стриктурусообщества. Биоценозысходной экологической структурой могут иметьразный видовой состав, так как в них одни и те же экологические ниши могут быть заняты сход­ными по экологии, но далеко не родственными видами. Такие виды, выполняющие одни и те же, функции в сходных биоценозах называют викарирующими. Например, одну и ту же экологическую нишу бизоны в прериях Северной Америки, антилопы в саваннах Африки, дикие лошади и куланы в степях Азии. Экологическая структура биоценозов, склады­вающихся в определенных климатических и ландшафтных условиях строго закономерна. Так, например, в биоценозах разных природных зон закономерно изменяется соотношение фитофагов и сапрофагов. В степных, полупустынных и пустынных районах животные фитофаги преобладают над сапрофагами, в лесных сообществах умеренного пояса наоборот, сильнее развита сапрофагия. Основной тип питания животных в глубинах океана — хищничество, тогда как в освещенной, поверхностной зоне пелагиали много фильтраторов, потребляющих фитопланктон либо видов со смешанным характером питания.

Экологическую структуру сообществ отражает также соотношение таких групп организмов, как гигрофиты, мезофиты и ксерофитысреди растений или гигрофилы, мезофиллы и ксерофилы у животных. Вполне-естественно, что в сухих аридных условиях - растительность характеризуется преобладанием склерофитов и суккулентов, а в сильно увлажненных биотопах богаче представ­лены гигро- и даже гидрофиты..

Отношение организмов в биоценозах.

Основу возникновения и существования биоценозов представ­ляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же биотоп. Эти связи определяют основные условия жизни видов в сообществе, возможности добывания пищи и завоевания нового пространства.

1.Трофические связи возникают, когда один вид питается дру­гим— либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности. Стрекозы, ловящие на лету других насекомых, и жуки-навозники, питающиеся пометом круп­ных копытных, и пчелы, собирающие нектар растений, вступают в прямую трофическую связь с видами, предоставляющими импищу. В случае конкуренции двух видов из-за объектовпитания между ними возникает косвенная трофическая связь, так как дея­тельность одного отражается на снабжении кормом другого. Лю­бое воздействие одного вида на поедаемость другого или доступ­ность для него пищи следует расценивать как косвенную трофиче­скую связь между ними. Например, гусеницы бабочек-монашенок, объедая хвою сосен, облегчают короедам доступ к ослабленным деревьям.

2. Топические связи характеризуют любое, физическое или химическое, изменение условий обитания одного вида в результате жиз­недеятельности другого. Эти связи крайне разнообразны. Они заключаются в создании одним видом среды для другого (напри­мер, внутренний паразитизм или норовый комменсализм), в фор­мировании субстрата, на котором поселяются или, наоборот, избе­гают селиться представители других видов, во влиянии на движение воды, воздуха, изменение температуры, освещенности окру­жающего пространства, в насыщении среды продуктами выделения и т.п. Под пологом леса подлесок, напочвенный покров, а также все животное население находятся в условиях более выров­ненных температур, более высокой влажности воздуха и т. д. В результате отрицательных или положительных топи­ческих взаимоотношений одни виды определяют или исключают возможность существования в биоценозе других видов.

Топические и трофические связи име­ют наибольшее значение в биоценозе, составляют основу его существования. Имен­но эти типы отношений удерживают друг возле друга организмы разных видов, объ­единяя их в достаточно стабильные сооб­щества разных масштабов.

3. Форические связи. Это участие одного вида в распространении другого. В роли транспортировщиков выступают животные. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называют зоохорией, перенос другихболее мелких животных — форезией. Животные могут захватывать семена растений двумя способами: пассивным и активным. Пассивный захват происходит при случайном соприкосновениитела животного с растением, семена или соплодия которого обладают специальными зацепками, крючками, выростами (череда, лопух). Активный способ захвата — поедание плодов и ягод. Не поддающиеся пере­вариванию семена животные выделяют вместе с пометом. Форезия животных распространена преимущественно среди мелких членистоногих, особенно у разнообразных групп клещей. Она представляет собой один из способов пассивного расселения и свойственна видам, для которых перенос из одного биотопа в другой жизненно необходим для сохранения или процветания. Жуки-навозники иногда ползают с поднятыми надкрыльями, которые не в состоянии сложить из-за густоусеявших тело клещей. Среди крупных животных форезия почти не встречается.

4. Фабрические связи. Это такой тип биоценотических отношений, в которые вступает вид, использующий для своих сооружений (фабрикации) продукты выделения, либо мертвые остатки, либо даже живых особей другого вида. Так птицы употребляют для постройки гнезд ветвидеревьев, шерсть млекопитающих, траву, листья, пух и перья других видов птиц и т.п. Пчела-мегахила помещает яйца и запасы в стаканчики, сооружаемые из мягких листьев различных кустар­ников (шиповника, сирени, акации и т. п.).