Биоценоз как биологическая структура

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Брянская государственная  инженерно - технологическая академия»

(ФГБОУ ВПО «БГИТА»)

Механико-технологический факультет

 

Кафедра инженерной экологии и природообустройства

 

 

БИОЦЕНОЗ КАК  БИОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ работа №1

 

по дисциплине:

«Экология»

 

 

 

Вариант № 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Брянск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение………………………………………………………………….......	3
1 Виды структур биоценозов и их взаимосвязь  ............................……...	4
2 Экологические ниши, влияние на них антропогенной деятельности ..	12
3 Лимитирующие экологические факторы ................................................	20
4 Взаимосвязь хозяйственной деятельности  с уровнем развития ........биоценоза..................................................................................................	24
Заключение……………………………………………….………………......	28
Список использованной литературы .........................……………………...	30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Всю сумму воздействий, которые оказывают друг на друга  живые существа, объединяют названием биотические факторы среды.

Целостная саморегулирующаяся биологическая система, образованная живыми организмами, обитающими на данной территории, называется биоценозом. Понятие «биоценоз» – одно из важнейших в экологии, что обуславливает актуальность выбранной темы.

Цель работы - изучение биоценоза как биологической структуры.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

– рассмотреть виды структур биоценозов и их взаимосвязь ;

– выявить экологические ниши и влияние на них антропогенной деятельности;

– рассмотреть лимитирующие экологические факторы;

– рассмотреть взаимосвязь хозяйственной деятельности  с уровнем развития биоценоза.

Объектом исследования является биоценоз.

Информационную базу контрольной работы составляют труды  отечественных и зарубежных специалистов в области экологии.

 

 

1 Виды структур биоценозов и их взаимосвязь 

 

Каждый организм живет  в окружении множества других, вступает с ними в самые разнообразные  отношения как с отрицательными, так и с положительными для себя последствиями, в конечном счете не может существовать без этого живого окружения. Связь с другими организмами – необходимое условие питания и размножения, возможность защиты, смягчения неблагоприятных условий среды, а с другой стороны – это опасность ущерба и часто даже непосредственная угроза существованию индивидуума. Всю сумму воздействий, которые оказывают друг на друга живые существа, объединяют названием биотические факторы среды.

Непосредственное живое  окружение организма составляет его биоценотическую среду. Представители каждого вида способны существовать лишь в таком живом окружении, где связи с другими видами обеспечивают им нормальные условия жизни.

Группировки совместно  обитающих и взаимно связанных  видов называют биоценозами (от лат. «биос» – жизнь, «ценоз» – общий). Приспособленность членов биоценоза к совместной жизни выражается в определенном сходстве требований к важнейшим абиотическим условиям среды и закономерных отношениях друг с другом.

Понятие «биоценоз» –  одно из важнейших в экологии. Этот термин был предложен в 1877 г. немецким гидробиологом К. Мёбиусом, изучавшим места обитания устриц в Северном море. Он установил, что устрицы могут жить лишь в определенных условиях Все они связаны между собой и подвержены влиянию окружающих условий. Мёбиус обратил внимание на закономерность такого сожительства.

По Мёбиусу, возможность  видов длительно сосуществовать друг с другом в одном биоценозе представляет результат естественного отбора и сложилась в историческом развитии видов. Дальнейшее изучение закономерностей сложения и развития биоценозов привело к возникновению особого раздела общей экологии – биоценологии.

Природные биоценозы  очень сложны. В них всегда имеются  многочисленные сложно переплетенные  сети питания, разнообразные виды живых  организмов, взаимодействующие между  собой определенным образом.

Биоценозы характеризуются, прежде всего, видовым разнообразием и плотностью популяций. Видовое разнообразие – это число видов живых организмов, образующих биоценоз и определяющих различные пищевые уровни в нем. Число видов, обитающих в данном сообществе, характеризует его видовое богатство и качественный состав. Численность видовых популяций (плотность) определяется количеством особей данного вида на единице площади.

Некоторые виды являются доминантными в сообществе, превосходя по численности остальные виды. Если в сообществе доминирует несколько видов, а плотность остальных очень мала, то разнообразие низкое. Если при том же видовом составе численность каждого вида значительна, то видовое разнообразие высокое. Биоценоз характеризуется не только видовым разнообразием, но и соотношением видов, имеющих различные типы питания, их приспособленностью к данной экологической нише.

Тип биоценоза определяется характером растительности – особенностями  фитоценозов, которые, в свою очередь, определяют животный мир биоценоза.

В зависимости от доминирующих жизненных форм растений различают биоценозы лесов, лугов, болот, степей и т. д.

Совместное существование  в биоценозе различных видов  и жизненных форм приводит к пространственному  разграничению, которое выражается в ярусности фитоценоза.

Ярусы – это горизонтальные слои – «этажи», в которых располагаются растения. В биоценозах обычно бывает от двух до шести ярусов. Луг, степь, болото относятся к малоярусным сообществам (два-три яруса), лес – к многоярусному (пять-шесть). В верхнем ярусе смешанного леса располагаются высокие светолюбивые деревья. Второй ярус образуют низкорослые, менее светолюбивые деревья и высокие кустарники. В третьем ярусе располагаются кустарники и полукустарники, четвертый и пятый ярусы занимают травянистые растения. Ярусность растений обеспечивает лучшее использование ресурсов среды – света, влаги, питательных веществ почвы. Подземная ярусность определяется расположением корневых систем. Глубже всего обычно проникают корни деревьев. В верхних слоях почвы размещаются корни травянистых растений; мхи, лишайники располагаются прямо в подстилке. Ярусность уменьшает конкуренцию растений, способствует увеличению видового разнообразия, равномерному расселению в биоценозе животных.

Биоценоз характеризуется  не только видовым составом, но и  биомассой и биологической продуктивностью.

Биомасса – это  общее количество органического  вещества и заключенной в ней  энергии всех особей данной популяции  или всего биоценоза на единицу  площади. Биомасса определяется количеством  сухого вещества на 1 га. Величина биомассы зависит от особенностей вида, его биологии. Например, биомасса быстроотмирающих видов (микроорганизмов) невелика по сравнению с биомассой долгоживущих организмов, накапливающих в своих тканях большое количество органических веществ (деревья, кустарники, крупные животные).

Биологическая продуктивность – это скорость образования биомассы в единицу времени. Это наиболее важный показатель жизнедеятельности организма, популяции и экосистемы в целом. Различают первичную продуктивность – образование органического вещества автотрофами (растениями в процессе фотосинтеза) и вторичную продуктивность – скорость образования биомассы гетеротрофами.

Соотношение продуктивности и биомассы различно у разных организмов. Неодинакова и продуктивность различных  экосистем, она зависит от величины солнечной радиации, почвы, климата. Самой низкой биомассой и продуктивностью обладают пустыни и тундры, самой высокой – дождевые тропические леса. Биомасса Мирового океана значительно меньше, чем у суши, хотя он занимает 71 % поверхности планеты.

Структура любой системы  – это закономерности в соотношении  и связях ее частей. Структура биоценоза  многопланова, и при изучении ее выделяют различные аспекты.

1) Видовая структура биоценоза. Различают понятия «видовое богатство» и «видовое разнообразие» биоценозов. Видовое богатство – это общий набор видов сообщества, который выражается списками представителей разных групп организмов. Видовое разнообразие – это показатель, отражающий не только качественный состав биоценоза, но и количественные взаимоотношения видов.

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 одни 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. Невелик видовой спектр и в тех биоценозах, которые часто подвергаются каким-либо катастрофическим воздействиям, например ежегодному затоплению при разливах рек или регулярному уничтожению растительного покрова при пахоте, применении гербицидов и других антропогенных вмешательствах. И наоборот, 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 районах и т. д.

Видовой состав биоценозов, кроме того, зависит от длительности их существования, истории каждого биоценоза. Молодые, только формирующиеся сообщества обычно включают меньший набор видов, чем давно сложившиеся, зрелые. Однако даже самые обедненные биоценозы включают, по крайней мере, сотни видов организмов, принадлежащих к разным систематическим и экологическим группам.

Численность той или иной группы организмов в биоценозах сильно зависит от их размеров. Чем мельче особи видов, тем выше их численность в биотопах.

Размерность видов, входящих в состав природных биоценозов, различается в гигантских масштабах. Например, киты превосходят бактерий в 5 млн раз по длине и в 3 · 10²⁰– по объему. Даже в пределах отдельных систематических групп такие различия очень велики: если сравнить, например, гигантские деревья и мелкие травы в лесу.

2) Пространственная структура  биоценоза. Тот участок абиотической среды, которую занимает биоценоз, называют биотопом,т. е., иначе, битоп – место обитания биоценоза (от лат. биос – жизнь, топос – место).

Пространственная структура наземного биоценоза определяется прежде всего сложением его растительной части – фитоценоза, распределением наземной и подземной массы растений.

При совместном обитании растений, разных по высоте, фитоценоз  часто приобретает четкое ярусное сложение: ассимилирующие надземные органы растений и подземные их части располагаются в несколько слоев, по-разному используя и изменяя среду.

В лесах всегда есть и межъярусные (внеярусные) растения – это водоросли и лишайники на стволах и ветвях деревьев, высшие споровые и цветковые эпифиты, лианы и др.

Расчлененность в горизонтальном направлении – мозаичность – свойственна практически всем фитоценозам, поэтому в их пределах выделяют структурные единицы, которые получили разные названия: микрогруппировки, микроценозы, микрофитоценозы, парцеллы и т. п. Эти микрогруппировки различаются видовым составом, количественным соотношением разных видов, сомкнутостью, продуктивностью и другими свойствами.

Мозаичность, как и  ярусность, динамична: происходит смена  одних микрогруппировок другими, разрастание или сокращение их в размерах.

3) Экологическая структура  биоценоза. Разные типы биоценозов характеризуются определенным соотношением экологических групп организмов, которое выражает экологическую структуру сообщества. Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав.

Виды, выполняющие одни и те же функции в сходных биоценозах, называют викарирующими (т. е. замещающими). Явление экологического викариата широко распространено в природе.

Такой подход к оценке биоценозов, при котором используются общие характеристики его экологической, видовой и пространственной структуры, экологи называют макроскопическим. Это обобщенная крупно плановая характеристика сообществ, позволяющая ориентироваться в свойствах биоценоза при планировании хозяйственных мероприятий, прогнозировать последствия антропогенных воздействий, оценивать устойчивость системы.

Микроскопический подход– это расшифровка связей каждого отдельного вида в сообществе, подробное изучение самых тонких деталей его экологии. Эта задача до сих пор еще не выполнена в отношении подавляющего большинства видов из-за чрезвычайного многообразия живых форм в природе и трудоемкости изучения их экологических особенностей.