Биоценозы и их изменения

Исторически в природе складываются сложные многосторонние пищевые взаимоотношения, которые могут быть выражены в различных цепях питания. Каждая из них включает 5—6 звеньев. Начальное звено такой цепи питания — автотрофный организм, создающий органическое вещество своего тела из веществ неорганических с использованием солнечной (зеленые растения) или химической энергии (хемосинтезу некоторых бактерий).

Зеленое растение служит пищей гетеротрофным организмам— травоядным животным. При этом установлено, что для построения 1 кг массы своего тела травоядное животное должно съесть не меньше 10 кг растительной пищи. Травоядные животные служат пищей для хищника. И в этом случае лишь 0,1 массы всей пищи, съеденной хищником, превратится в вещество его тела.
Таким образом, даже в этой предельно короткой цепи питания обнаруживается очень важная экологическая закономерность: при переходе от одного звена цепи питания к последующему только около 10% массы всей пищи идет на построение тела организма, а 90% массы всей пищи расходуется на поддержание жизнедеятельности организма. Именно поэтому цепи питания не бывают особенно длинными.
В каждой местности цепи питания и другие взаимоотношения между организмами создаются по-своему, своим комплексом видов, которые вместе с факторами абиотической среды составляют относительно устойчивую единую систему. Такие системы в экологии получили название биоценозов. Лес, луг, степь, тундра, тайга, пресноводный водоем — все это будут различные биоценозы. На рис. 116 в качестве примера приведены цепи питания и их сложные переплетения, которые характеризуют пресноводный биоценоз.

Схема основных пищевых связей в пресноводном биоценозе
Рис 116. Схема основных пищевых связей в пресноводном биоценозе (стрелки направлены от потребителя к пище, волнистые линии снизу — солнечная энергия)

Очень важной характеристикой биоценоза является его способность к саморегуляции. Численность любого вида, входящего в состав биоценоза, не остается постоянной, а из года в год колеблется. Однако такие колебания в пределах данной системы биоценоза не нарушают его целостности. Поясним это следующим примером. На той или иной территории численность хищников (волк, рысь) в первую очередь определяется численностью видов, поедаемых хищниками (грызуны, птицы). Усиленное размножение хищников приводит к тому, что их жертвы уничтожаются в очень большом количестве. Численность грызунов, некоторых птиц, например куропаток, резко падает. Хищникам перестает хватать корма — снижается темп их размножения, а это приводит к снижению их численности, что сразу же отражается на жертвах хищников: они начинают усиленно размножаться. На богатой кормовой  базе (много грызунов) хищники вновь быстро повышают свою численность. И хотя этот пример пределъно упрощен, из него можно понять, в чем состоит процесс саморегуляции внутри биоценоза. На рис. 117 показаны данные о сопряженном колебании численности рыси и ее жертвы — зайца. Из рисунка видно, как подъемы и падения численности хищника закономерно следуют за подъемами и падениями численности жертвы. Но при этом ни один из двух видов не исчезает полностью.

Колебания численности зайца-беляка и рыси

Таким образом, устойчивость биоценоза обеспечивается подвижным равновесием между составляющими его видами.

Кроме саморегуляции, в природе имеет место и смена биоценозов. Наглядным примером смены биоценозов может служить процесс зарастания гарей. Старый биоценоз  (хвойный лес) разрушен стихийным бедствием (пожаром). Первыми поселенцами гари оказываются травянистые растения, быстро занимающие освободившуюся территорию благодаря интенсивному половому и вегетативному размножению. Вместе с травянистой растительностью появляются и быстрорастущие сеянцы светолюбивых лиственных деревьев — березы, осины. В это время условий для возобновления старого биоценоза  (хвойного леса) нет: медленнорастущие, плохо приспособленные к прямому солнечному свету сеянцы хвойных не могут конкурировать с травянистыми и древесными покрытосеменными растениями. Постепенно на месте хвойного леса формируется лиственный лес. Со сменой растительности меняется и фауна: исчезают виды, для которых пищей были семена хвойных (например, белки, клесты), появляются виды насекомых, чьи гусеницы питаются листьями деревьев, а вместе с ними в лесу поселяются и насекомоядные птицы. Травянистая и кустарниковая растительность привлекает копытных, а с копытными приходят и их извечные враги — хищники. Так, старый биоценоз заменяется новым биоценозом.

Однако такой лиственный лес, окруженный хвойным лесом,— явление временное. Под пологом березового леса сеянцы хвойных деревьев находят благоприятные условия. Пройдет столетие и менее устойчивый биоценоз (березовый лес) неизбежно будет заменен более устойчивым биоценозом — хвойным лесом со всеми присущими ему обитателями.

Смена биоценоза не всегда носит обратимый характер, который только что был описан. Так, в результате процесса заболачивания может иметь место следующая необратимая смена биоценозов: пресноводный водоем → болото → лес.

При сопоставлении биоценозов на разных широтах обнаруживается географическая зональность биоценозов. Так, в направлении с севера на юг прослеживается следующая закономерная замена одного биоценоза другим: тундра → хвойный лес → лиственный лес → степь → пустыня. В горных областях имеет место вертикальная зональность биоценозов, которая в некоторой степени как бы повторяет географическую зональность. В этом случае замена биоценозов идет в таком порядке (снизу вверх): степь → лиственный лес → хвойный лес → альпийские луга.

Схема основных пищевых связей в пресноводном биоценозе
Рис 116. Схема основных пищевых связей в пресноводном биоценозе (стрелки направлены от потребителя к пище, волнистые линии снизу — солнечная энергия)

Очень важной характеристикой биоценоза является его способность к саморегуляции. Численность любого вида, входящего в состав биоценоза, не остается постоянной, а из года в год колеблется. Однако такие колебания в пределах данной системы биоценоза не нарушают его целостности. Поясним это следующим примером. На той или иной территории численность хищников (волк, рысь) в первую очередь определяется численностью видов, поедаемых хищниками (грызуны, птицы). Усиленное размножение хищников приводит к тому, что их жертвы уничтожаются в очень большом количестве. Численность грызунов, некоторых птиц, например куропаток, резко падает. Хищникам перестает хватать корма — снижается темп их размножения, а это приводит к снижению их численности, что сразу же отражается на жертвах хищников: они начинают усиленно размножаться. На богатой кормовой  базе (много грызунов) хищники вновь быстро повышают свою численность. И хотя этот пример пределъно упрощен, из него можно понять, в чем состоит процесс саморегуляции внутри биоценоза. На рис. 117 показаны данные о сопряженном колебании численности рыси и ее жертвы — зайца. Из рисунка видно, как подъемы и падения численности хищника закономерно следуют за подъемами и падениями численности жертвы. Но при этом ни один из двух видов не исчезает полностью.

Колебания численности зайца-беляка и рыси

Таким образом, устойчивость биоценоза обеспечивается подвижным равновесием между составляющими его видами.

Кроме саморегуляции, в природе имеет место и смена биоценозов. Наглядным примером смены биоценозов может служить процесс зарастания гарей. Старый биоценоз  (хвойный лес) разрушен стихийным бедствием (пожаром). Первыми поселенцами гари оказываются травянистые растения, быстро занимающие освободившуюся территорию благодаря интенсивному половому и вегетативному размножению. Вместе с травянистой растительностью появляются и быстрорастущие сеянцы светолюбивых лиственных деревьев — березы, осины. В это время условий для возобновления старого биоценоза  (хвойного леса) нет: медленнорастущие, плохо приспособленные к прямому солнечному свету сеянцы хвойных не могут конкурировать с травянистыми и древесными покрытосеменными растениями. Постепенно на месте хвойного леса формируется лиственный лес. Со сменой растительности меняется и фауна: исчезают виды, для которых пищей были семена хвойных (например, белки, клесты), появляются виды насекомых, чьи гусеницы питаются листьями деревьев, а вместе с ними в лесу поселяются и насекомоядные птицы. Травянистая и кустарниковая растительность привлекает копытных, а с копытными приходят и их извечные враги — хищники. Так, старый биоценоз заменяется новым биоценозом.

Однако такой лиственный лес, окруженный хвойным лесом,— явление временное. Под пологом березового леса сеянцы хвойных деревьев находят благоприятные условия. Пройдет столетие и менее устойчивый биоценоз (березовый лес) неизбежно будет заменен более устойчивым биоценозом — хвойным лесом со всеми присущими ему обитателями.

Смена биоценоза не всегда носит обратимый характер, который только что был описан. Так, в результате процесса заболачивания может иметь место следующая необратимая смена биоценозов: пресноводный водоем → болото → лес.

При сопоставлении биоценозов на разных широтах обнаруживается географическая зональность биоценозов. Так, в направлении с севера на юг прослеживается следующая закономерная замена одного биоценоза другим: тундра → хвойный лес → лиственный лес → степь → пустыня. В горных областях имеет место вертикальная зональность биоценозов, которая в некоторой степени как бы повторяет географическую зональность. В этом случае замена биоценозов идет в таком порядке (снизу вверх): степь → лиственный лес → хвойный лес → альпийские луга.

Tags:
Реклама:
- Рекомендуем прочитать следующую информацию: Уроки игры на скрипке muzykalnaya-shkola.ru.
- В интернете последнее время обсуждают: Руководство по правильной покупке ссылок www.sape.ru.