Биогеоценозы - элементарные единицы биосферы

Биогеоценозы - закрытые экосистемы, способные к саморегуляции (понятие введено В. Н. Сукачевым в 1940).

Биогеоценозом называют естественный однородный участок земной поверхности с определенным составом организмов, которые населяют ее (бактерий, растений, животные, грибов), и комплексом абиотических компонентов (почвой, воздухом, солнечной энергией и другими), которые связаны обменом вещества и энергии в единую естественную систему. \

Рис. - Схема строения природной экосистемы (биогеоценоза) (по С.Швиндлерману)

Биогеоценоз содержит два компонента:

• экотоп (грец. топос - место) - совокупность на определенной территории абиотических факторов - климатических (климатоп), водных (гидротоп) и почвенных (эдафотоп);

• биоценоз - совокупность живых организмов: І - растений (фитоценоз), II - животных (зооценоз); III - микроорганизмов (микробоценоз); IV - грибов (микоценоз) - биотический фактор (рис. 2.1).

Состав биогеоценоза - это биотоп - однородное по абиотическим факторам среды пространство - и биоценоз - совокупность всех представленных в пределах данного биотопа организмов. Функциональный состав биоценоза: совокупность всех продуцентов данного биотопа (висшие растения, водоросли, автотрофные бактерии) - так называемый фитоценоз; совокупность животных-консументов - зооценоз; совокупность редуцентов (бактерий и грибов) - микробоценоз.

Среди структур биоценоза обычно выделяют такие виды:

а) видовая - которая раскрывает видовое многообразие живых организмов;

б) трофическая - которая демонстрирует характер пищевых взаимоотношений между организмами биоценоза;

в) пространственная - показывает территориальное размещение растений, животных и микроорганизмов.

В зависимости от систематической принадлежности организмов биоценозы делятся на:

а) фитоценозы, образованные растениями;

б) зооценозы, которые являются совокупностью всех животных экосистемы;

в) микробоценозы, сформированные микроорганизмами, населяющими подземную
часть экосистемы.

Как правило, выразительных, резких границ между биогеоценозами не существует, и один постепенно переходит в другой. Границы биогеоценоза могут быть прослежены на многих его компонентах, но чаще они совпадают с границами фитоценоза, т.е. контуром однородной растительности, поскольку именно растения-продуценты являются первым звеном трофических цепей биогеоценоза.

Размеры конкретных биогеоценозов колеблются в довольно широких границах: в пустынях площадь биогеоценоза представляет сотни тысяч квадратных метров (например, барханные пески); площадь одного лесного биогеоценоза - от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч квадратных метров (например, березовая роща в дубовом лесу); луговые и степные биогеоценозы еще меньше - до нескольких десятков, иногда - сотен квадратных метров.

Толща Б. не бывает однородной ни по составу и состоянию его компонентов, ни по условиям и результатам их биогеоценотической деятельности. Она дифференцируется на надземную, подземную, подводную части, которые в свою очередь делятся на элементарные вертикальные структуры - биогеогоризонты, очень специфичные по составу, структуре и состоянию живых и косных компонентов. Для обозначения горизонтальной неоднородности, или мозаичности, Б. введено понятие биогеоценотических парцелл. Как и Б. в целом, это понятие комплексное, т.к. в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера.

Б. - динамичная система. Он непрерывно изменяется и развивается в результате внутренних противоречивых тенденций его компонентов. Изменения Б. могут быть кратковременными, обусловливающими легко обратимые реакции компонентов Б. (суточные, погодные, сезонные), и глубокими, ведущими к необратимым сменам в состоянии, структуре и общем метаболизме Б. и знаменующими смену (сукиессию) одного Б. другим.

Наряду с динамичностью, Б. присуща и устойчивость во времени, которая обусловлена тем, что современные природные Б. - результат длительной и глубокой адаптации живых компонентов друг к другу и к компонентам косной среды. Поэтому Б., выведенные из устойчивого состояния той или иной причиной, после её устранения могут восстанавливаться в форме, близкой к исходной.

Каждый биогеоценоз характеризуется биомассой и производительностью, имеет свою определенную пространственную и видовую структуры, определенную совокупность цепей питания, которые связывают потоками вещества и энергии в специфическую для данного биогеоценоза трофическую сеть и определяют его информативность.

Совокупность биогеоценозов с относительно похожими характеристиками (по составу и структуре компонентов, по метаболизму и направлению развития, и, прежде всего - растительности), которые занимают значительную территорию и развиваются в похожих климатических условиях, называют биомами. Сегодня на нашей планете выделяют около 30 основных биомов.

Производительность - одна из важнейших характеристик: она отображает эффективность работы биогеоценозов, скорость потока энергии и веществ в их цепях питания.

Биогеоценозы никогда не бывают целиком однородными. Наоборот, они имеют свою определенную пространственную структуру, которая является «лицом» данного биогеоценоза. Пространственная структура характеризуется ярусностью и горизонтальной неоднородностью - мозаичностью.

Одновысотные заросли называют ярусами. По обыкновению в биогеоценозах суши выделяют древесный, кустарниковый, травянистый и лишайниковый ярусы.Степень развития ярусной структуры большой мерой определяет производительность биогеоценозов.

Биогеоценоз и экосистема

Биологическая система, рассматриваемая в ее взаимоотношениях со средой, представляет собой экологическую систему в широком смысле этого слова.

Соответственно и биогеоценоз - функциональное единство биоцено­за и внешней по отношению к нему неорганической среды - является эколо­гической системой, поэтому понятие «экологическая система» (экосистема) обычно используется как синоним термина «биогеоценоз».

Однако, понятия биогеоценоз и экосистема до некоторой степени однозначны, но они не всегда совпадают по объему.

Экосистема - широкое понятие, экосистема не имеет пространственного выражения и фиксированных границ на территории. И ствол дерева, которое упало и гниет, и лесопосадку в целом можно рассматривать как экосистему. Экосистемами являются и небольшой пруд, и Мировой океан. В современной экологии понятие экосистемы часто является размытым, поскольку в качестве экосистемы могут рассматриваться и муравейник и летящая птица вместе с паразитами на ее теле. Это понятие применимо ко всем стабильным системам живых и неживых компонентов, где происходит внешний и внутренний круговорот веществ и энергии.

В то же время опыт изучения естественных явлений показывает, что большинство из них довольно четко очерченные территориально. Это привело к необходимости введения в экологию еще одного важного понятия - биогеоценоза.

Так, к экосистемам относятся капля воды с микроорганизмами, аквариум, горшок с цветами, космический корабль. Биогеоценозами же они не могут быть.

Экосистема может включать и несколько биогеоценозов (например, биогеоценозы округа, провинции, зоны, почвенно-климатической области, пояса, материка, океана и биосферы в целом).

Таким образом, экосистема территориально не определена, а биогеоценоз всегда является конкретным участком биосферы. Поэтому некоторые специалисты считают, что биосфера состоит не из экосистем, а из биогеоценозов. На самом деле оба эти понятия целесообразные и дополняют одно одного. Биогеоценоз - это частный случай, один из видов экосистемы, который имеет четкую территориальную привязку.