Видовая структура природной экосистемы

11.3. Видовая структура экосистемы

Со структурой экологических ниш данной экосистемы тесно связана ее видовая структура, под которой понимается количество видов, образующих экосистему и соотношение их численностей.

Виды, преобладающие по численности особей, имеющие наибольшую значимость для экосистемы, называются доминирующими видами, или доминантами (от латинского слова доминантис — господствующий). Наряду с доминантами в экосистемах выделяют виды — эдификаторы (от латинского слова эдификатор — строитель), которые являются основными строителями среды. Обычно доминирующий вид является одновременно и эдификатором, в наших лесах это обычно ель (еловый лес), сосна (сосновый лес), береза (березовый лес) и т.п. Наряду с многочисленностью деревьев этих видов в соответствующих лесах, они еще определенным образом организуют среду для существования других организмов. Так в еловых лесах почва сильно затемнена и обладает повышенной кислотностью, это во многом определяет видовую структуру елового леса. В то же время под пологом леса может доминировать черника или кислица, которые не являются существенными эдификаторами, но хорошо характеризуют особенности условий в данной экосистеме, в частности степень увлажнения, плодородие почвы и т.д. Поэтому данные виды называют еще индикаторами. По растениям-эдификаторам и растениям-индикаторам называют биогеоценозы, например, ельник-кисличник (кислица указывает на оптимальное увлажнение и богатые почвы), ельник-черничник (менее богатые почвы и несколько избыточное увлажнение), ельник сфагновый (избыточное увлажнение, недостаток минеральных веществ и кислорода в почве) и т.д.

Важнейшим показателем видовой структуры экосистемы является видовое разнообразие. От видового разнообразия зависит, например, насколько успешно будут заполнены все экологические ниши данной экосистемы. Однако количество экологических ниш, как правило, гораздо больше, чем количество видов, населяющих данную экосистему. Как уже отмечалось, многие виды на разных стадиях жизненного цикла занимают разные экологические ниши. Поэтому для экологического разнообразия важно не столько количество видов, сколько видовое богатство, в которое помимо количества видов целесообразно включить еще и количество разных жизненных фаз внутри каждого вида. Кроме этого, нужно учесть еще и генетическое разнообразие, то есть генетическую изменчивость видов, без которой они оказались бы неспособными адаптироваться к изменяющейся среде. Большое значение для заполнения экологических ниш имеет и «поведенческое разнообразие», зависящее:

• от сложности организации организмов,
• их способности формировать в природе разного рода структуры (строить гнезда, объединяться в стаи, формировать симбиозы и т.п.),
• гибкости их инстинктов и уровня их психического развития (для высокоорганизованных животных),
• от наличия разума (достаточно вспомнить, что человек заполняет собой все большее количество экологических ниш).

Источник

15. Структура экосистемы (пространственная и видовая)

Экосистема(Тенсли)- совместное обитание разных видов организмов и условий их существования, которые нах-ся в закономерной взаимосвязи друг с другом. система, живых и неживых компонен- тов, в которых совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии (в одну экосистему могут входить несколько биогеоценозов).

Различают видовую, пространственную и трофическую структуры.

Видовая структура экосистемы — это разнообразие видов, взаимосвязь и соотношение их численности. Различные сообщества, входящие в состав экосистемы, состоят из разного числа видов — видового разнообразия. Видовое разнообразие зависит от соотношения численности видов в экосистеме. Уменьшение видового разнообразия угрожает самому существованию вида в силу сокращения генетического разнообразия — запаса рецессивных аллелей, обеспечивающего приспособленность популяций к меняющимся условиям среды обитания. Каждый биоценоз характеризуется строго определенным видовым составом.

1. Доминантный (занимающий господствующее положение; дают 90% численности или биомассы).

2. Эффикаторы (основа сообщества, создают среду для обитания других видов).

3. Предоминанты (живут за счет доминантов).

Бывают простые и сложные биоценозы:

Простые – состоят из небольшого количества видов, связи несложны и немного- образны.

Сложные – включают в себя большое количество видов со сложными и разно- образными связями.

Пространственная структура экосистемы. Популяции разных видов в экосистеме распределены определенным образом — образуют пространственную структуру. Различают вертикальную и горизонтальную структуры экосистемы. Основу вертикальной структуры формирует растительность.

Растительное сообщество определяет, как правило, облик экосистемы. Растения в значительной мере влияют на условия существования остальных видов. Обитая совместно, растения одинаковой высоты создают своего рода этажи — ярусы.

Ярусность – явление вертикального расслоения биоценозов на равновысотные структурные части. Наиболее четко выражена в растительных ценозах. В лесу, например, высокие деревья составляют первый (верхний) ярус, второй ярус формируется из молодых особей деревьев верхнего яруса и из взрослых деревьев, меньших по высоте. Третий ярус состоит из кустарников, четвертый — из высоких трав. Самый нижний ярус, куда попадает совсем мало света, составляют мхи и низкорослые травы. Благодаря ярусному расположению растения наиболее эффективно используют световой поток, при этом снижается конкуренция: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые развиваются под их пологом.

Вследствие неоднородности рельефа, свойств почвы, различных биологических особенностей растения и в горизонтальном направлении располагаются микрогруппами, различными по видовому составу. Это явление носит название мозаичности. Мозаичность растительности — расчлененность биоценозов в горизонтальной плоскостиэто своего рода «орнамент», образованный скоплениями растений разных видов.

Благодаря вертикальной и горизонтальной структурам обитающие в экосистеме организмы более эффективно используют минеральные вещества почвы, влагу, световой поток.

Биомы – это однородное сообщество, занимающее огромное пространство и зависящее от микроклимата и состава почв.

Асоциация – локальные биоценозы, входящие в состав биома.

Парцелла — наибольшие биоценозы, связанные с локальными участками суши.

Консорция – это небольшие, но постоянные биоценозы, образуюшиеся вокруг одного организма (эффикатора).

Синузия – это небольшие, зачастую временные биоценозы.

Источник

Понятие о биоценозе. Структура биоценоза (пространственная, видовая, экологическая, трофическая). Виды эдификаторы.

Биоценоз – это исторически сложившаяся организованная группа популяций растений, животных и микроорганизмов, живущих совместно в одних и тех же условиях среды, возникшая на основе биогенного круговорота и обеспечивающая его в конкретных условиях среды.

Видовая структура – это число видов, образующих данный биоценоз. Видовую структуру рассматривают также как соотношение видов по численности или биомассе. Биоценозы в отношении видового разнообразия бывают бедные и богатые. Богатыми считаются тропические леса, шельфовые зоны, некоторые островные сообщества. Бедные биоценозы приурочены к тундровым зонам, высокогорьям и к пустынным районам Земли. Различают α- и β-разнообразие.α-разнообразие– видовое разнообразие в данном местообитании; β-разнообразие– сумма всех видов всех местообитаний в данном регионе. В каждом биоценозе можно выделить виды доминанты – или виды, преобладающие по численности; и виды эдификаторы – виды средообразователи, или виды создающие условия для жизни других видов.

Пространственная структура – это распределение организмов в биоценозе по вертикали и по горизонтали. При вертикальной градации биоценоза выделяют ярусы. Ярусность может быть как надземная, так и подземная. В любом биоценозе могут быть и внеярусные растения, например лианы.

При горизонтальном членении биоценоза можно говорить о его мозаичности. Горизонтально выделенные структурные элементы биоценоза получили наименование синузий. Они образуются потому, что растения, распределяясь неравномерно, создают то большие, то меньшие скопления, придающие растительному покрову мозаичный характер. Парцелла – это структурная часть при горизонтальном членении биоценоза, отличающаяся составом и свойствами компонентов, спецификой их связей и материально-энергетическим обменом.

Экологическая структура – это состав биоценоза из экологических групп организмов, выполняющих в сообществе в каждой экологической нише определенные функции. Например, экологическую структуру биоценоза отражает соотношение групп организмов объединенных сходным типом питания. В лесах преобладают сапрофаги, в степях и полупустынях – фитофаги, в глубинах Мирового океана – хищники и детритоеды. Разные экологические группы по отношению к абиотическим факторам также преобладают в определенных типах сообществ. Например, на болоте чаще встретишь растения гигрофиты; в степях и полупустынях – ксерофиты; во влажном тропическом лесу – мезофиты, мезо-гигрофиты, гигро-гидрофиты и т.д.

Понятие экосистемы (а. Тенсли) и биогеоценоза (в.Н. Сукачев). Сходство и отличие понятий. Структура экосистемы (видовая, пространственная, трофическая, экологическая).

Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ, называют экосистемой. Термин был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли, который подчеркивал, что при таком подходе неорганические и органические факторы выступают как равноправные компоненты.

«Биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющих свою специфику взаимодействия этих слагаемых ее компонентов и определенный тип обмена веществами и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии» (В. Н. Сукачев, 1964).

«Экосистема» и «биогеоценоз» – близкие по сути понятия, но если первое из них приложимо для обозначения систем, обеспечивающих круговорот любого ранга, то «биогеоценоз» – понятие территориальное, относимое к таким участкам суши, которыезаняты определенными единицами растительного покрова – фитоценозами.

Видовая структура представляет собой совокупность всех видов, составляющих экосистему, их взаимосвязь между собой и соотношение численности. В одних случаях первенство — за животными, например, биоценоз кораллового рифа, в других ведущую роль играют растения (пойменные луга, дубовые и еловые леса, ковыльная степь). Видовая структура экосистемы отражает ее состав в том числе и по количеству видов. Он зависит главным образом от географического положения места. Наиболее известная закономерность заключается в том, что чем ближе к экватору, тем флора и фауна разнообразнее.

Популяции разных видов в экосистеме распределены определенным образом – образуют пространственную структуру. Различают вертикальную и горизонтальную структуры экосистемы. Основу вертикальной структуры формирует растительность.

Растительное сообщество определяет, как правило, облик экосистемы. Растения в значительной мере влияют на условия существования остальных видов. В лесу это крупные деревья, на лугах и в степях — многолетние травы, а в тундрах господствуют мхи и кустарнички.

Обитая совместно, растения одинаковой высоты создают своего рода этаж -ярусы. Благодаря вертикальной и горизонтальной структурам обитающие в экосистеме организмы более эффективно используют минеральные вещества почвы, влагу, световой поток.

Виды, входящие в состав экосистемы, связаны между собой пищевыми связями, так как служат объектами питания друг для друга. Благодаря пищевым взаимоотношениям в экосистеме осуществляется трансформация биогенных веществ и энергии. Последовательность питающихся друг другом организмов или пути, по которым осуществляется постоянный поток веществ и энергии, называют цепями питания или пищевой, трофической цепью. Этот термин был предложен Чарльзом Элтоном (1934).

Цепи питания составляют трофическую структуру любой экосистемы. Каждая цепь состоит из нескольких звеньев, которые называются трофическим уровнем, последовательность которых соответствует потоку энергии:

Первый трофический уровень − продуценты (автотрофные организмы, преимущественно зеленые растения).

Второй трофический уровень − консументы первого порядка(растительноядные животные).

Третий трофический уровень − консументы второго порядка (первичные хищники, питающиеся растительноядными животными).

Четвертый трофический уровень − консументы третьего порядка(вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными).

Источник