Що таке біогеоценоз? Його види та структура

Біогеоценоз – це сукупність різних видів живих організмів (біоценоз), що співіснують у межах просторово обмеженої та однорідної за своїми абіотичними властивостями ділянки території (біотопа) і взаємодіють як один з одним, так і з біотопом.

Усі компоненти будь-якого біогеоценозу тісно пов’язані між собою єдністю та однорідністю території, кругообігом біогенних хімічних елементів, сезонними змінами кліматичних умов, чисельністю та взаємною пристосованістю різноманітних видових популяцій автотрофних та гетеротрофних організмів.

Можна говорити про біогеоценоз березового гаю, луки тощо, але не можна називати біогеоценозом співтовариство бактерій у краплі роси на травинці.

Кожен природний біогеоценоз є складною саморегулюючою системою, що сформувалася в результаті багатьох тисяч і мільйонів років еволюції і має здатність трансформувати речовину та енергію відповідно до своєї структури та динаміки. Шляхом самоорганізації така система здатна протистояти як змінам навколишнього середовища, так і різким змінам чисельності тих чи інших організмів, що входять до складу біоценозу. Основу біогеоценозу становлять зелені рослини, які, як відомо, є виробниками органічної речовини.Оскільки в біогеоценозі обов’язково присутні рослиноїдні організми (тварини, мікроорганізми), які споживають органічну речовину, то неважко здогадатися, чому рослини є головною ланкою в біогеоценозі: зрозуміло, що якщо рослини – головне джерело органічної речовини зникнуть, то життя в біогеоценозі практично припиниться.

Поняття біогеоценоз

Під біогеоценозом розуміється співтовариство живих організмів (тварин, рослин, грибів і мікроорганізмів), які спільно проживають на обмеженій території і підтримують єдність з навколишнім середовищем за допомогою біологічного кругообігу та обміну речовин.

Поняття «біогеоценоз» увів у науковий обіг російський геоботаник і еколог В.Сукачов в 1942 р. У той самий час у зарубіжній науці цей термін не знайшов поширення, і біогеоценоз там у рамках вчення про екосистемах.

З вищезазначеного визначення випливає, що біогеоценоз є елементарною природною екосистемою, в якій сконцентровано екологічну єдність живої та неживої природи: біоценозу та екотопа.

Види біогеоценозу

Якщо розглянути луг, як приклад, можна побачити весь процес біогеоценозу.
Трави чагарники, які ростуть на лузі, є первинними виробниками, які використовують процес фотосинтезу.

Тварини, комахи та птиці, які харчуються цими рослинами, є споживачами, а вони, своєю чергою, стають їжею для хижаків. Мікроби переробляють останки та відходи, які знову стають придатними для рослин.Рослинний світ лісів (фітоценоз) відрізняється від степу чи луки наявністю ярусів, і мешканці верхніх ярусів отримують набагато більше сонячної енергії, ніж мешканці нижнього ярусу, які цілком комфортно почуваються в тіні.

Середовищем проживання, є дно водойми, вода і поверхня над водою. Фітоценоз становлять водорості, що знаходяться під водою або у воді. Водорослями харчуються ракоподібні, риби, комахи. Бактерії та мікроорганізми харчуються на дні ставка.

Система біогеоценозу є сукупністю рослин, тварин, мікроорганізмів і грибів. Основними компонентами є вуглець, кисень, сонячне світло та живі організми. Сонце забезпечує необхідний приплив енергії, внаслідок чого відбувається кругообіг енергії. Вона передається від найпростіших організмів до гетеротрофів.

Біогеоценоз буває природним (створеним природою) та штучним (створеним людиною).

Характерним прикладом штучного біогеоценозу служить агробіоценоз, пов’язаний із сільськогосподарською діяльністю людини (рілля, город, теплиця).

Біогеоценоз поділяється на 2 види:

• природний;
• штучний.

Природний

Характеризується відсутністю впливу діяльності. У ньому діють саморегуляційні механізми, зумовлені структурою спільноти та навколишнім середовищем. Втручання людини порушує ці механізми і стає причиною вимирання деяких видів тварин та рослин.

Природна екосистема буває:

• річковий;
• лісовий;
• гірський;
• степовий;
• луговий.

Штучний

Утворюється в місцях, створених руками людини для поповнення особистих чи суспільних потреб. Умови у таких комплексах встановлюються людиною. Штучний вигляд поділяється на:

Агробіоценози – сукупність організмів, які формуються на земельних ділянках, які використовуються людьми для сільськогосподарських потреб (посадки, посіви культурних рослин). Рослинний світ такого біогеоценозу обмежений одним видом, що вирощується людиною, та кількома бур’янами. Серед тваринного світу спостерігаються лише ті види, які можуть харчуватися цими рослинами та існувати в умовах агробіоценозу. Система безпосередньо залежить від людської діяльності (застосування добрив, обробіток ґрунту, полив). Біогеоценоз без впливу людини саморуйнується. Культурні рослини більш примхливі, ніж дикі.

Міський – різновид антропогенних екосистем. Видовий склад рослинного світу визначається людиною.Особливості міського біогеоценозу обумовлені умовами середовища, які притаманні містам. Це зміни вологості повітря, ґрунтового складу, освітленості, напрямки вітрів.

Біогеоценоз та екосистема

Термін «екосистема» вперше було запропоновано англійським екологом А. Тенслі в 1935 р. Екосистеми вважаються основними структурними одиницями природи Землі.

Екосистема – біологічна система, що складається з живих організмів і середовища їхнього існування, пов’язаних сукупністю зв’язків, які здійснюють обмін речовиною та енергією між ними. Для позначення подібних систем на однорідних ділянках суші російський геоботанік В. Н. Сукачов в 1942 запропонував термін «біогеоценоз»

Біогеоценоз (від грец. bίos – життя, gé – земля, koinós – загальний) – біологічна система, що включає співтовариство живих організмів (біоценоз) і тісно пов’язану з ним сукупність абіотичних факторів середовища (біотоп) в межах однорідної території, пов’язаних між собою кругообігом речовин та потоком енергії.

Як очевидно з наведеного визначення, біогеоценоз включає дві структурні частини — біоценоз і біотоп. Кожна з цих частин складається із певних компонентів, які між собою взаємопов’язані.

Біогеоценоз та екосистема – близькі поняття, що позначають біосистеми одного рівня організації. Проте вони є синонімами.

Екосистеми мають різний ступінь складності, різні масштаби, вони можуть бути природними (природними) та штучними (створеними людиною). Екосистеми немає певної розмірності.Гниючий пень з безхребетними, грибами і бактеріями, що населяють його, є екосистемою невеликого масштабу (мікроекосистема). Озеро з водними та навколоводними організмами є екосистемою середнього масштабу (мезоекосистема). А море з його різноманіттям водоростей, риб, молюсків, ракоподібних – екосистема великого масштабу (макроекосистема).

Біогеоценоз відрізняється від екосистеми територіальною обмеженістю. Його межі визначаються наземним рослинним покривом (фітоценоз). Зміна рослинності свідчить про зміну умов у біотопі та про кордон із сусіднім біогеоценозом. Наприклад, перехід від деревини до трав’янистої свідчить про кордон між лісовим і лучним біогеоценозами. Біогеоценози виділяють лише на суші, тому що їх обов’язковим компонентом є ґрунт.

З точки зору забезпечення поживними речовинами біогеоценоз більш автономні (незалежні від інших біогеоценозів), ніж екосистеми. У кожному зі стійких (існуючих тривалий час) біогеоценозів здійснюється досить повний кругообіг речовин, який можна порівняти за характером з кругообігом речовин у біосфері планети Земля, але тільки в набагато меншому масштабі. Екосистеми ж більш відкриті системи для припливу та відтоку речовини та енергії. Це ще одна відмінність біогеоценозів від екосистем.

Отже, поняття «екосистема» ширше, ніж «біогеоценоз». Екосистемою можна назвати будь-який біогеоценоз, а ось біогеоценоз можна назвати тільки наземні екосистеми.

Організми біогеоценозу

Серед живих компонентів у біогеоценозі є автотрофні організми (фотосинтезуючі зелені рослини та мікроорганізми) та гетеротрофні організми (тварини, гриби, багато бактерій, і віруси), і серед найінертніших компонентів є атмосфери шару навколо на землі, з його газом та тепловими ресурсами, та сонячної енергії; та ґрунту, з його водою та мінеральними ресурсами.

Як зазначалося, складовими частинами біогеоценозу є компоненти неорганічного і органічного походження.

У першу категорію входять грунт, вода, повітря, мінерали і т.д. По-друге – живі організми, що населяють біосферу Землі.

Ці організми поділяються на:

• продуцентів (виробників);
• консументів (споживачів);
• редуцентів (руйнівників).

Всі вони по-своєму беруть участь у енергетичному балансі та обмінних процесах, зберігаючи між собою тісний взаємозв’язок.

Так, продуценти (переважно це зелені рослини) шляхом фото- чи хемосинтезу виробляють органічні речовини, які, своєю чергою, використовують у їжу консументи (переважно це травоїдні і всеїдні тварини).

Останньою ланкою в харчовому ланцюжку є редуценти (переважно це гриби і бактерії) – вони розкладають мертву органіку і переробляють їх у неорганічні чи найпростіші органічні субстанції.

Редуценти стають їжею для продуцентів, після чого цикл відновлюється.

Біогеоценоз тварин

Найбільш значущими у процесах біогеоценозу є комахи, черв’яки, ящірки, павуки тощо. Вони виконують одну з функцій, необхідних для всього процесу біогеоценозу – переробка відмерлих останків і відходів. Також види безхребетних, які живляться корінням і бульбами рослин; наземні, що живляться листям, квітами, насінням, корою дерев і м’ясоїдні або хижі безхребетні, які харчуються тваринною біомасою, соками тварин, і кровососні відносяться до цих процесів.

Миші, бабаки, кроти — тварини, які живуть у ґрунті, для своєї життєдіяльності їм необхідно рити нори та ходи, за рахунок чого ґрунт розпушується та збагачується киснем.

За рахунок поїдання одними тваринами – інших, відбувається належний процес регуляції чисельності тих чи інших видів та зберігається рівновага та баланс у природі.

Біогеоценоз рослин

За способом виживання та життєвими характеристиками, рослини біогеоценозу поділяються на три групи:

• Експлерентів
• Віолентів
• Патієнтів

Рослини першої групи ростуть на територіях без конкуренції, це нові, або навпаки зруйновані місця. Не мають великих запасів органічної речовини, високоплодові. Приклади: Іван-чай, кульбаба, мар’янник луговий, бур’яни.

Друга група включає рослини здатні до конкуренції, що володіють добре розвиненою кореневою системою. Їх можна зарахувати до фундаментальної ніші екології. Приклади: полин звичайний, кропива, очерет.

Рослини третьої групи, використовуючи спеціальні біохімічно-фізіологічні процеси, чудово переносять несприятливі умови природи та стійкі до стресу.

Приклади: Саксаул, типчак, кислиця.

Структура біогеоценозу

З малюнка можна зрозуміти, що живі організми знаходяться в оточенні абіотичного середовища, що надає на них прямий чи опосередкований вплив.

Чинниками цього середовища є:

• кліматичні (атмосфера);
• едафічні (грунт, грунт);
• гідрографічні (вода);
• орографічні (рельєф).

Кордон біогеоценозу, як правило, проходить по межі фітоценозу (рослинного співтовариства) і не має чітко виражених контурів.

Перехід від однієї рослинної спільноти до іншої відбувається поступово у міру змін природних умов. Класичний приклад біогеоценозу – листяний ліс чи озеро.

Вчені розглядають кілька структур:

Видова

Вона передбачає різноманітність живих організмів, їх склад та кількість. Скорочення одного виду загрожує існуванню біогеоценозу.

Просторова

Популяції поширюються ярусами, залежно від своїх потреб. Найчастіше ярусність визначається рослинами. Тварини сприяють поширенню насіння та пилку.

Екологічна

Співвідношення живих істот залежить від неорганічного середовища.

Трофічна

Тварини у складі одного біогеоценозу є їжею один для одного. Складні харчові зв’язки утворюють харчові мережі.
Оскільки біогеоценози складаються сотні років поспіль, вчені періодично вводять нові компоненти в їхню структуру.

Рівні біогеоценозу

Трофічний (харчовий) рівень – комплекс організмів з однаковим типом харчування, що займають певне становище в харчовому ланцюзі.

Харчовий ланцюг – послідовність живих організмів, здатних передавати поживні речовини та енергію від продуцентів (рослин) до консументів (хижаків). Сусідні ланки харчового ланцюга формують відносини за принципом «їжа – споживач». Тобто якщо одна група організмів стає їжею для іншої групи, ланки будуть зчеплені.

Класифікація рівнів:

• перший – утворюють продуценти (фотосинтезуючі рослини);
• другий – консументи I порядку (травоїдні тварини: вівці, зайці, комахи);
• третій – консументи II порядку (первинні хижаки, для яких їжею служать травоїдні тварини: змія, що поїдає гризунів, або вовк, що харчується кроликом);
• четвертий – консументи ІІІ порядку (хижаки, які харчуються консументами ІІ порядку, або вторинні хижаки: сова, що поїдає змій).

Особини одного виду можуть займати кілька трофічних рівнів залежно від джерел їжі (наприклад, білий ведмідь, споживаючи ягоди, вважається консументом I порядку, але, поїдаючи гризуна, стає консументом II порядку).

Вершину харчового ланцюга зазвичай займають вищі хижаки, які, зазвичай, немає серйозних ворогів (наприклад, крокодил чи акула).

В’язня в одних організмах енергія споживається іншими організмами в процесі круговороту речовин. Перенесення енергії та їжі від її джерела – автотрофів (продуцентів) через ряд організмів відбувається по харчовому ланцюзі шляхом поїдання одних організмів іншими. Харчовий ланцюг – це ряд видів або їх груп, кожна попередня ланка в якій служить їжею для наступного.

Харчовий ланцюг біогеоценозу

Харчові ланцюги поділяються на:

• пасовищні;
• детрітні.

Пасовищні харчові ланцюги – це ланцюги виїдання. Основним джерелом їжі є зелені рослини (продуценти).

• Наприклад, трава (автотроф) → заєць → лисиця. Такі харчові ланцюги знаходяться у безпосередній залежності від сонячної енергії. Кругообіг речовин та енергії у природі визначається пасовищними харчовими ланцюгами.

Детритні харчові ланцюги – це ланцюги розкладання, де як головне джерело їжі використовуються відмерлі останки. Органічні останки, чи детрит, формують початок детритних харчових ланцюгів.

• Наприклад, листовий опад (детрит) → дощовий хробак → дрізд → яструб-перепелятник. Цей тип харчового ланцюга менше залежить від енергії Сонця. Головний чинник існування цієї ланцюга – приплив органічних речовин із іншої системи. Детритні харчові ланцюги здійснюють накопичення речовин та енергії в екосистемі.

Значення харчового ланцюга:

• вивчення харчових кіл дозволяє простежити кормові взаємодії між різними організмами в екосистемі;
• знання про харчові ланцюги дають можливість оцінити механізм руху енергії та простежити переміщення речовин в екосистемі.

Харчові ланцюги не ізольовані один від одного. Вони взаємодіють між собою, формуючи харчові мережі. Харчова мережа – це умовне образне позначення трофічних взаємин продуцентів, консументів та редуцентів у співтоваристві. Оцінюючи схеми харчових ланцюгів, можна назвати, кожен організм харчується лише якимось певним організмом. Насправді це не завжди так. Як правило, живі організми можуть використовувати як джерело їжі організми з різних популяцій. Навіть організми із суміжних харчових ланцюгів можуть виступати для них компонентом харчування. Таким чином, можливе переплетення харчових ланцюгів з утворенням харчових мереж.

Властивості біогеоценозу

Основними властивостями біогеоценозу є:

• Цілісність. Сонячна енергія та поживні речовини забезпечують усі живі організми. Невикористана їжа переноситься у зовнішнє середовище, повертаючись у кругообіг речовин, що відбувається безперервно;
• Стійкість. Біогеоценоз, що склався, здатний витримати випробування зовнішнього середовища;
• Саморегуляція. Підтримка певної кількості живих істот у різних харчових ланцюгах та мережах;
• Самовідтворення. Здатність організмів до розмноження та відтворення популяцій;
• Зміна. Явища, пов’язані з чергуванням пір року, впливають чисельний склад організмів.

P.S.

Якщо Вам сподобалася і була корисна ця інформація, поділіться нею в соц. мережах зі своїми друзями та знайомими. Так ви підтримаєте наш проект “Екологія життя“ та зробите свій внесок у збереження довкілля!