Глава 4. Учение о биоценозе и экологической нише

Понятие о биоценозе

Немецкий биолог К.А. Мебиус в конце 70-х гг. XIX в. изучал скопления устриц, обитающих на морских склонах. Его интересовали не только сами по себе устрицы, но и условия их жизни. Характерно, что вместе с устрицами здесь встречались и другие разнообразные животные, как морские звезды, иглокожие, черви, губки и др. Он сделал вывод, что все эти животные не случайно живут совместно, в одном местообитании, т. е. они нуждаются в тех же условиях, что и устрицы. Эти группировки появляются благодаря сходным требованиям к факторам окружающей среды.

Группировку живых организмов, которые постоянно встречаются вместе в различных пунктах одного и того же водного бассейна, при наличии одинаковых условий существования, Мебиус назвал биоценозами.

Биоценоз (от греч. – bios – жизнь и koinos – общий, делать что-либо общим), был впервые введен Мебиусом в научную литературу в 1877 г. Биоценоз – это организованная группа популяций, растений, животных и микроорганизмов, живущих совместно в одних и тех же условиях среды – участок суши или водоём. (Мешечко Е.М., 2002). В настоящее время термин «биоценоз» обычно применяется как синоним термина «сообщества». Мебиус не только установил сообщества и предложил для них название биоценоз, но и сумел раскрыть многие закономерности их формирования и развития. В состав биоценоза входит совокупность:

· растений на определенной территории – фитоценоз (от греч. phyton – растение);

· животных, проживающих в пределах фитоценоза – зооценоз (от греч. zoon – животное);

· микроорганизмов, населяющих почву – микробоценоз;

· микоценоз (от греч. mykes – гриб) – совокупность грибов.

Примерами биоценозов является сосновый, лиственный или смешанный лес, болото, луг и т.д.

Характерно, что каждый биоценоз развивается в пределах однородного пространства, которое характеризуется определенным сочетанием абиотических факторов:

–  количество приходящей солнечной радиации;

–  температурой и влажностью окружающей среды;

–  химическим составом воздуха.

Масштабы биоценозов могут быть различными. Например, в водной среде биоценозы обычно выделяют в соответствии с экологическим подразделением частей водоемов:

–  биоценоз прибрежных песчанистых или глинистых грунтов;

–  биоценоз приливной зоны моря;

–  биоценоз крупных водных растений прибрежной зоны озера и т.д.

Биоценоз как открытая система получает на ее «входе» – солнечную энергию, газы, воду, минеральные элементы почвы, а на «выходе» – тепло, кислород, углерод, биогенные вещества, уносимые водой. Ведущим продуктом биоценоза является живая продукция – растительная и животная.

Структура биоценоза

Составными частями биоценоза являются (рис.4.1):

Рис 4.1. Составные части биоценоза

· фитоценоз – устойчивое сообщество растений;

· зооценоз – совокупность взаимосвязанных видов животных;

· микоценоз – сообщество грибов;

· микробоценоз – сообщество микроогранизмов.

Биотоп (от греч. bios – жизнь, topos – место) – участок земной поверхности (суши или водоема) с однородными условиями обитания, занимаемый тем или иным биоценозом.

Экотоп – совокупность комплекса климатических и почвенно-грунтовых условий составляют экотоп. Различия между этими понятиями в том, что биотоп – это условия среды видоизмененные живыми организмами, а экотоп – первичный комплекс факторов физико-географической среды без участия живых существ.

В пространственном отношении биотоп соответствует биоценозу. Обычно границу биоценоза устанавливают по фитоценозу, который имеет легко распознаваемые черты.

В пределах однородного пространства развивается, как правило, характерный биоценоз для которого присущи определённые абиотические факторы: солнечная радиация, температура, влажность, химический и механический состав почвы, рельеф местности и др. Однородное пространство занимаемое биоценозом называется биотопом. Животные ищут себе пищу на прилегающих лугах, болотах, лесах.

Биоценозы в водной среде обычно выделяют в соответствии с экологическими подразделением частей водоёмов, например, биоценоз прибрежных песчаных или глинистых грунтов, биоценоз приливной зоны моря и т.д.

Биоценоз получает солнечную энергию, углекислый газ, воду, минеральные вещества – элементы необходимые для фотосинтеза, т.е. получения органических веществ и кислорода. Продуктом биоценоза является растительная и животная биомасса.

Любой биоценоз может указать по сумме образующих его видов – структуру биоценоза. Биоценозы слагаются преимущественно из:

- животных видов, например, биоценоз кораллового рифа;

- растительные, например, биоценоз соснового леса;

- видовое разнообразие – биоценозы связанные с географическим положением, т.е. уменьшением от тропиков в сторону высоких широт, что объясняется ухудшением условий жизни наземных и водных организмов. Например, в тропических лесах на один га леса можно насчитать до 200 видов древесных пород, а в Беларуси до 10 видов. Простым показателем видового разнообразия биоценоза является общее число видов, т.е. видовое богатство. Если какой-либо вид растения или животного преобладает в составе:

- имеет большую массу;

- продуктивность или численность, то такой вид называется доминантом или доминирующим видом.

В любом биоценозе имеются доминантные виды, которые создают массу удобств для жизни других обитателей.

Виды распределяются в пространстве в соответствии с потребностями и условиями места обитания. Такое распределение видов, составляющих биоценоз, называется пространственной структурой биоценоза.

Различают вертикальную и горизонтальную структуру биоценоза.

* Вертикальная структура представлена отдельными его элементами особыми слоями, которые называются ярусами. Это совместно произрастающие группы видов растений, различающихся по высоте и положению в биоценозе – подземные органы (клубни, корневища, луковицы), жизненными формами – деревьями кустарниками, травами. Каждый из ярусов в лесу в зависимости от высоты соответственно свет. В лесном биоценозе обычно выделяют пять ярусов. Характерна, что ярусность присуща и подземным частям растений.

Разные виды животных в биоценозах занимают определённые уровни, подобно распределению растительности по ярусам. Например, на поверхности почвы находятся клещи и другие мелкие животные, в почве живут почвенные черви, микроорганизмы, землеройные животные. Птицы гнездятся в разных ярусах в зависимости от того, где они находят себе пропитание.

* Горизонтальная структура биоценоза

Особи живых организмов распределены в пространстве неравномерно и составляют обычно группировки организмов, которые определяют горизонтальную структуру биоценоза, т.е. различного рода узорчатость, пятнистость каждого вида (Маврищев В.В.; Сачек Г.С.,2010). Например, колонии кораллов на морском дне, косяки морских рыб, стаи перелетных птиц, многочисленные стада слонов в саване. Это явление характерно и для растений, например, заросли тростника, пятна ягод в лесном биоценозе.

К горизонтальному биоценозу относятся такие структурные единицы, как микроценоз и микрогруппировка.

Микроценоз (от греч micros – малый и koinos – общий) – наименьшая по размерам структурная единица горизонтального расчленения сообщества, которая включает все ярусы.

Микрогруппировка – сгущение особей одного или нескольких видов в пределах яруса, внутриярусные мозаичные пятна.