Взаимосвязь животных с другими компонентами биоценоза. Биоценоз как биологическая система, типы биоценозов. Видовая структура биоценоза

Сообщество – исторически сложившаяся совокупность обитающих на определенной территории взаимосвязанных популяций растений (фитоценоз), животных (зооценоз), грибов и микроорганизмов (микробоценоз).

Организация сообщества (биоценоза):

Всегда складывается из готовых частей (популяций разных видов организмов).

Части взаимозаменяемые (один вид может занять место другого вида со сходными экологическими требованиями).

Основан на количественной регуляции численности одних видов другими.

Размеры определяются условиями абиотической среды (биотопом).

Биотоп – относительно однородный участок абиотической среды, занятый одним сообществом (биоценозом).

Основу существования сообщества (биоценоза) составляют взаимные связи между его организмами:

Трофические (пищевые) одни организмы питаются другими организмами, либо их мертвыми остатками, либо продуктами их жизнедеятельности (стрекозы ловят насекомых; жуки – могильщики поедают трупы мелких зверей и птиц; жуки - навозники питаются пометом и др.);

Топические: одни организмы создают среду обитания для других организмов (на коре деревьев поселяются лишайники, на коже китов поселяются морские желуди и др.);

Форические: одни организмы участвуют в распространении других организмов (звери разносят плоды с прицепками на своей шерсти, дрозды и сойки распространяют семена деревьев и др.);

Фабрические: одни организмы используют для сооружения своих гнезд, жилищ продукты выделения либо мертвые остатки других организмов (птицы используют для строительства гнезд ветви деревьев, шерсть зверей, траву, листья; личинки ручейников строят домики из кусочков веток и раковин моллюсков и др.)

Структура сообщества (биоценоза).

Видовая структура – видовое разнообразие и соотношение видов по численности и плотности популяций. Различают сообщества, богатые видами (коралловый риф, дождевой тропический лес и др.) и бедные (арктическая тундра, пустыни, болота и др.).

Виды, преобладающие по численности – виды доминанты. Среди видов - доминантов, выделяют виды, создающие среду обитания для всего сообщества, - виды - эдификаторы (в ельнике – ель, в березняке – береза и т.д.).

Редкие и малочисленные виды увеличивают разнообразие связей в сообществе, служат резервом для замещения видов – доминантов. Чем специфичней условия среды, тем беднее видовой состав и выше численность отдельных видов. И наоборот, в богатых сообществах все виды малочисленны. Чем выше видовое разнообразие, тем устойчивее сообщество.

Пространственная структура – распределение организмов (в основном растений) по надземным и подземным ярусам. Ярусы образуют надземные вегетативные органы растений и их корневые системы. Ярусы хорошо выражены в лесу (древесный, кустарниковый, травянистый, моховой). Кроме вертикального, существует горизонтальное распределение организмов в сообществе – мозаичность. Мозаичность обусловлена неоднородностью микрорельефа, деятельностью растений, животных и человека (выбросы почвы, вытаптывание травостоя, вырубка деревьев и др.).

Трофическая структура – пищевые цепи, состоящие из отдельных организмов, находящихся в трофических связях друг с другом. Пищевые цепи образуют в сообществе сложные переплетения – пищевые (трофические) сети.

Экологическая структура – соотношение экологических групп организмов, составляющих сообщество. Разнообразие и обилие представителей той или иной экологической группы зависят от условий среды (в пустынях преобладают растения ксерофиты и животные ксерофилы; в водных сообществах – растения гидрофиты и животные гидрофилы и т.д.) сообщества со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав, так как одни и те же экологические ниши занимают разные виды (одну и ту же экологическую нишу в европейской тайге занимает куница, а в сибирской – соболь).

Вопрос 1. Какие биоценозы в вашей местности могут служить примером взаимосвязей компонентов?

Вопрос 2. Приведите примеры взаимосвязей компонентов биоценоза в аквариуме.

Аквариум может рассматриваться как модель биоценоза. Разумеется, без вмешательства человека существование такого искусственного биоценоза практически невозможно, однако при соблюдении определенных условий можно добиться его максимальной устойчивости.

Продуцентами в аквариуме являются все виды растений - от микроскопических водорослей до цветковых растений. Растения в процессе своей жизнедеятельности производят под действием света первичные органические вещества и выделяют кислород, необходимый для дыхания всех жителей аквариума.

Органическая продукция растений в аквариумах практически не используется, так как в аквариумах, как правило, не содержат животных, которые являются консументами I порядка. Заботу о питании консу - ментов II порядка - рыб - соответствующим сухим или живым кормом человек берет на себя. Очень редко в аквариумах содержатся хищные рыбы, которые могли бы играть роль консументов III порядка.

В качестве редуцентов, обитающих в аквариуме, можно рассматривать разнообразных представителей моллюсков и некоторых микроорганизмов, перерабатывающих продукты жизнедеятельности обитателей аквариума. Кроме того, работу по уборке органических отходов в биоценозе аквариума выполняет человек.

Вопрос 3. Докажите, что в аквариуме можно показать все виды приспособленности его компонентов друг к другу.

В аквариуме можно показать все виды приспособленности его компонентов друг к другу только в условиях очень больших объемов и при минимальном вмешательстве человека. Для этого необходимо изначально позаботиться обо всех основных составляющих биоценоза. Обеспечить минеральной подкормкой растения; организовать аэрацию воды, заселить аквариум растительноядными животными, численность которых смогла бы обеспечить питанием тех консументов I порядка, которые будут питаться ими; подобрать хищников и, наконец, животных, выполняющих функции редуцентов.

друг от друга размерами в) имеют общий ареал г) населяют разные ярусы

Выберите одно правильное утверждение из четырех предложенных
.1. Правильно составленная цепь питания:
а) трухлявый пень – опенок – мышь – змея – ястреб;
б) мышь – трухлявый пень – опенок – змея – ястреб;
в) ястреб – змея – мышь – трухлявый пень – опенок;
г) опенок – трухлявый пень – мышь – змея – ястреб.
2. Графическое изображение соотношения между продуцентами, консументами иредуцентами в биоценозе, выраженное в единицах массы, численности особей или энергии:
а) цепь питания;
б) сеть питания;
в) экологическая пирамида;
г) экологическая колонна.
3. Эффективное использование энергии солнечного света лесными растениями достигаетсяблагодаря:
а) большому числу устьиц в кожице листьев;
б) наличию волосков на поверхности листьев
в) многоярусному расположению растений;
г) зацветанию растений до формирования листьев.
4. Все пищевые взаимоотношения между организмами в биоценозах
а) цепь питания;
б) сеть питания;
в) экологическая пирамида;
г) экологическая колонна.
5. Экологическими факторами следует считать:
а) факторы, вызывающие изменения в генотипе живых организмов;
б) факторы, вызывающие приспособления организмов к изменяющейся среде обитания;
в) любые факторы, действующие на организм;
г) элементы среды, позволяющие организму выжить в борьбе за существование.
6. Температура воздуха, влажность воздуха, солнечный свет являются:а) абиотическими факторами;
б) абиотическими факторами рельефа;в) биотическими факторами;
г) антропогенными факторами.
7. Сосновый бор, еловый лес, луг, болото – примеры:а) биоценозов; б) биогеоценозов; в) агроценозов; г) биомов.
8. К консументам второго порядка относится:а) хомяк, б) ящерица; в) кузнечик; г) полевка.
9. Перенос вещества и энергии от одного вида организмов к другому называют:а) пирамидой чисел; б) цепью питания;в) пирамидой энергии; г) экологической пирамидой.
10. К консументам первого порядка относится:а) волк, б) шакал; в) рысь; г) полевка.
II. Выберите три правильных утверждения из шести предложенных.
1. Факторы, регулирующие численность видов в биоценозах:а) изменение количества корма; б) изменение числа хищников;в) промысловая охота; г) инфекционные заболевания;д) рыбная ловля на удочку; е) строительства загородного дома
.2. К биоценозам относят:а) луг; б) яблоневый сад; в) озеро; г) сосновый бор; д) пшеничное поле; е) парк.
3. К агроценозам относят:а) луг; б) яблоневый сад; в) озеро; г) сосновый бор; д) пшеничное поле; е) парк.
III. Подберите соответствия. Напишите номера утверждений, соответствующиеприведенным понятиям.
1. Компоненты биоценоза.А) Редуценты: ____________________________Б) Продуценты ___________________________В) Консументы I порядка:__________________Д) Консументы II порядка:_________________1) растительноядные организмы; 2) плотоядные организмы;3) зеленые растения; 4) организмы, разрушающие органические соединения
.2. Факторы среды:А) Биотические:____________________________Б) Абиотические:___________________________1) свет; 2) температура; 3) рельеф местности; 4) растения; 5) животные; 6) человек.IV. Прочитайте текст. Используя приведенные ниже слова для справок (список словизбыточен), вставьте пропущенные термины (возможно изменение окончаний).1. Условия среды, влияющие на живые организмы биоценозов, называются __________факторами. Они бывают трех видов: _________ -- влияние неживой природы, ________--взаимодействия с другими организмами, ___________ -- рожденные деятельностьючеловека. Последние могут быть прямыми и ___________ факторами.а) экологические; б) оптимальные; в) биотические; г) биотические; д) лимитирующие;е) антропогенные; з)периодические; ж) косвенные; и) неопределенные.Номера слов:_____________________________.2. Функциональными группами организмов в биоценозе являются: _________, илипроизводители; ____________, или потребители; ___________, или разрушители.а) продуценты; б) паразиты; в) редуценты; г) консументы; д) сапрофиты.Номера слов:_____________________________.

В природе все живые организмы находятся в постоянной взаимосвязи друг с другом. Как же она называется? Биоценоз - это сложившаяся совокупность микроорганизмов, грибов, растений и животных, которая сформировалась исторически на относительно однородном жизненном пространстве. Причем все эти живые организмы связаны не только между собой, но и с окружающей их средой. Биоценоз может существовать как на суше, так и в воде.

Происхождение термина

Впервые понятие было использовано известным немецким ботаником и зоологом Карлом Мебиусом в 1877 г. Он применил его для описания совокупности и взаимоотношений организмов, заселяющих определенную территорию, которую называют биотопом. Биоценоз - это один из главных объектов исследования современной экологии.

Суть взаимосвязей

Биоценоз - это взаимосвязь, возникшая на основе биогенного круговорота. Именно он обеспечивает его в конкретных условиях. Какая структура биоценоза? Данная динамическая и саморегулирующаяся система состоит из следующих взаимосвязанных составляющих:

• Продуценты (афтотрофы), являющиеся производителями органических веществ из неорганических. Некоторые бактерии и растения в процессе фотосинтеза преобразуют солнечную энергию и синтезируют органику, которую потребляют живые организмы, называемые гетеротрофами (консументы, редуценты). Продуценты улавливают углекислый газ из атмосферы, который выделяют другие организмы, и вырабатывают кислород.
• Консументы, которые являются основными потребителями органических веществ. Травоядные животные поедают растительную пищу, в свою очередь, становясь обедом для плотоядных хищников. Благодаря процессу пищеварения консументы осуществляют первичное измельчение органики. Это начальная ступень ее распада.
• Редуценты, окончательно разлагающие органические вещества. Они утилизируют отходы и трупы продуцентов и консументов. Редуценты - это бактерии и грибы. Результатом их жизнедеятельности становятся минеральные вещества, которые снова потребляют продуценты.

Таким образом, можно проследить все связи в биоценозе.

Основные понятия

Всех членов сообщества живых организмов принято называть определенными терминами, происходящими от греческих слов:

• совокупность растений на конкретной территории, - фитоценоз;
• все виды животных, проживающих в пределах одной площади, - зооценоз;
• все микроорганизмы, обитающие в биоценозе, - микробоценоз;
• сообщество грибов - микоценоз.

Количественные показатели

Самые важные количественные показатели биоценозов:

• биомасса, представляющая собой совокупную массу всех живых организмов в конкретных природных условиях;
• биоразнообразие, которое являет собой общее количество видов в биоценозе.

Биотоп и биоценоз

В научной литературе часто используются такие термины, как «биотоп», «биоценоз». Что они означают и чем отличаются друг от друга? На самом деле всю совокупность живых организмов, входящих в конкретную экологическую систему, принято называть биотическим сообществом. Такое же определение имеет и биоценоз. Это совокупность популяций живых организмов, обитающих на определенной географической территории. Она отличается от других по ряду химических (почва, вода) и физических (солнечное облучение, высота над уровнем моря, размер площади) показателей. Участок абиотической среды, занятый биоценозом, называютбиотопом. Так что оба эти понятия применяются для описания сообществ живых организмов. Иными словами, биотоп и биоценоз - это практически одно и то же.

Структура

Существует несколько видов структур биоценоза. Все они характеризуют его по разным критериям. К ним относятся:

• Пространственная структура биоценоза, которую подразделяют на 2 типа: горизонтальную (мозаичность) и вертикальную (ярусность). Она характеризует условия обитания живых организмов в конкретных природных условиях.
• Видовая структура биоценоза, отвечающая за определенное многообразие биотопа. Она представляет собой совокупность всех популяций, которые входят в его состав.
• Трофическая структура биоценоза.

Мозаичность и ярусность

Пространственная структура биоценоза определяется расположением живых организмов разных видов относительно друг друга в горизонтальном и вертикальном направлении. Ярусность обеспечивает наиболее полное использование окружающей среды и равномерное распределение видов по вертикали. Благодаря этому достигается их максимальная продуктивность. Так, в любых лесах выделяют следующие ярусы:

• наземный (мхи, лишайники);
• травянистый;
• кустарниковый;
• древесный, включающий деревья первой и второй величины.

На ярусность накладывается соответствующее расположение животных. Благодаря вертикальной структуре биоценоза растения наиболее полно используют световой поток. Так, в верхних ярусах растут светолюбивые деревья, а в нижних - теневыносливые. В почве также выделяют различные горизонты в зависимости от степени насыщенности корнями.

Под действием растительности биоценоз леса создает свою микросреду. В ней наблюдается не только повышение температуры, но и изменение газового состава воздуха. Такие трансформации микросреды благоприятствуют образованию и ярусности фауны, включая насекомых, животных и птиц.

Пространственная структура биоценоза имеет и мозаичность. Под этим термином понимают изменчивость флоры и фауны по горизонтали. Мозаичность по площади зависит от многообразия видов и их количественного соотношения. Также на нее влияют почвенные и ландшафтные условия. Зачастую человек создает искусственную мозаичность, вырубая леса, осушая болота и т. д. Из-за этого на данных территориях образуются новые сообщества.

Мозаичность присуща почти всем фитоценозам. В их пределах выделяют следующие структурные единицы:

• Консорции, представляющие собой совокупность видов, объединенных топическими и трофическими связями и зависящих от ядра этой группировки (центрального члена). Чаще всего ее основой выступает растение, а компонентами - микроорганизмы, насекомые, животные.
• Синузии, являющие собой группу видов в фитоценозе, принадлежащую близким жизненным формам.
• Парцели, представляющие структурную часть горизонтального сечения биоценоза, отличающуюся от других его компонентов своим составом и свойствами.

Пространственная структурированность сообщества

Наглядным примером для понимания вертикальной ярусности у живых существ являются насекомые. Среди них есть такие представители:

• обитатели почв - геобии;
• жители поверхностного слоя земли - герпетобии;
• проживающие во мхах бриобии;
• размещающиеся в травостое филлобии;
• обитающие на деревьях и кустарниках аэробии.

Горизонтальная структурированность вызывается целым рядом различных причин:

• абиогенной мозаичностью, к которой относятся факторы неживой природы, такие как органические и неорганические вещества, климат;
• фитогенной, связанной с произрастанием растительных организмов;
• эолово-фитогеннаой, представляющей собой мозаичность по абиотическим и фитогенным факторам;
• биогенной, связанной в первую очередь с животными, которые способны рыть землю.

Видовая структура биоценоза

Количество видов в биотопе напрямую зависит от стойкости климата, времени существования и производительности биоценоза. Так, например, в тропическом лесу такая структура будет намного шире, чем в пустыне. Все биотопы отличаются друг от друга количеством видов, населяющих их. Самые многочисленные биогеоценозы называют доминантными. В некоторых из них определить точное число живых существ просто невозможно. Как правило, ученные определяют количество разных видов, сосредоточенных на конкретной территории. Этот показатель характеризует видовое богатство биотопа.

Данная структура дает возможность определить качественный состав биоценоза. При сравнении одинаковых по площади территорий определяют видовое богатство биотопа. В науке существует так называемый принцип Гаузе (конкурентного исключения). В соответствии с ним считается, что если в однородной среде существуют 2 вида похожих живых организмов вместе, то при постоянных условиях один из них постепенно вытеснит другой. При этом у них возникают конкурентные взаимоотношения.

Видовая структура биоценоза включает в себя 2 понятия: «богатство» и «разнообразие». Они несколько отличаются между собой. Так, видовое богатство являет общий набор обитающих в сообществе видов. Он выражается перечнем всех представителей разных групп живых организмов. Видовое разнообразие представляет собой показатель, характеризующий не только состав биоценоза, но и количественные взаимоотношения между его представителями.

Ученые различают бедные и богатые биотопы. Эти виды биоценоза отличаются между собой количеством представителей сообществ. В этом немаловажную роль играет возраст биотопа. Так, молодые сообщества, которые начали свое формирование сравнительно недавно, включают небольшой набор видов. С каждым годом число живых существ в нем может увеличиваться. Наиболее бедными являются биотопы, созданные человеком (огороды, сады, поля).

Трофическая структура

Взаимодействие различных организмов, имеющих свое определенное место в круговороте биологических веществ, называюттрофической структурой биоценоза. Она состоит из следующих составляющих:

Особенности биоценозов

Популяции и биоценозы являются предметом тщательного изучения. Так, ученые установили, что большинство водных и практически все наземные биотопы имеют в своем составе микроорганизмов, растений и животных. Они установили такую особенность: чем больше различия в двух соседних биоценозах, тем более разнородные условия на их границах. Также установлено, что численность какой-то группы организмов в биотопе в значительной степени зависит от их размеров. Иными словами, чем мельче особь, тем больше численность этого вида. Установлено и то, что группы разных по размеру живых существ живут в биотопе в различных масштабах времени и пространства. Так, жизненный цикл некоторых одноклеточных протекает в пределах одного часа, а крупного животного - в пределах десятилетий.

Численность видов

В каждом биотопе выделяют группу основных видов, самых многочисленных в каждом размерном классе. Именно связи между ними являются определяющими для нормальной жизнедеятельности биоценоза. Те виды, которые преобладают по численности и продуктивности, считаются доминантами данного сообщества. Они господствуют в нем и являются ядром этого биотопа. Примером может служить трава мятлик, которая занимает максимальную площадь на пастбище. Она является основным продуцентом этого сообщества. В самых богатых биоценозах почти всегда все виды живых организмов малочисленны. Так, даже в тропиках на одной небольшой площади редко встречаются несколько одинаковых деревьев. Поскольку такие биотопы отличаются своей высокой стабильностью, в них редко встречаются вспышки массового размножения некоторых представителей флоры или фауны.

Все виды сообщества составляют егобиоразнообразие. У биотопа есть определенные принципы. Как правило, в его состав входят несколько основных видов, отличающихся высокой численностью, и большое количество редких видов, характеризующихся незначительным количеством его представителей. Это биоразнообразие является основой равновесного состояния конкретной экосистемы и ее устойчивости. Именно благодаря ему в биотопе происходит замкнутый круговорот биогенов (питательных веществ).

Искусственные биоценозы

Биотопы формируются не только естественным путем. В своей жизнедеятельности люди давно научились создавать сообщества с полезными для нас свойствами. Примеры биоценоза, созданного человеком:

• рукотворные каналы, водохранилища, пруды;
• пастбища и поля для сельскохозяйственных культур;
• осушенные болота;
• возобновляемые сады, парки и рощи;
• полезащитные лесопосадки.

МБОУ МО Плавский район «Камынинская ООШ»

Подготовила и провела руководитель

экологического кружка «Агроэкология»

Саможенкова Юлия Олеговна.

2013 год

Задачи: познакомить учащихся со строением биоценоза школьного парка, с некоторыми основными формами взаимодействий различных его компонентов; изучить взаимосвязи животных с другими компонентами биоценоза.

Оборудование: блокноты, карандаши, лупа

Ход занятия:

Сегодня мы с вами совершим экскурсию в школьный парки рассмотрм строение его биоценоза. Но сначала давайте с вами вспомним все, что мы знаем о растениях, природных сообществах?

Какие группы животных существуют?

Что такое биоценоз?

Что вы знаете о лесе? Каково его экологическое значение?

Леса покрывают около 30٪ сущи. Деревья мы называем «легкими планеты». Почему?

Деревья задерживают пыль, очищают воду при испарении, снабжают человека древесиной, топливом, бумагой и т.д.

(Прежде чем выйти на экскурсию проводится ТБ с учащимися).

Давайте с вами охарктеризуем школьный парк: рельеф местности, структура почвы, освещение.

Что вы можете сказать о видовом составе растительного сообщества?

А сейчас мы с вами разделимся на группы. Каждая получит карточки с заданиями. Вы должны внимательно читать вопросы и выполнять задания, а результаты записывать к себе в блокнот.

Задания для 1 группы:

1. Определите число я русов растений биоценоза. Какой фактор является определяющим в распределении растений по ярусам?
2. Определите, жизнь каких животных приурочена к тому или иному ярусу. Что обеспечивает такое распределение жизненнго пространства в биоценозе?
3. Опишите животных одного из ярусов, укажите черты их приспособленности к жизни в этом ярусе.

Задания для 2 группы:

1. Осмотрите поверхность листьев, стволов деревьев, пней. Найдите обитающих там насекомых.
2. Понаблюдайте, чем питаются насекомые. К какому отряду относят этих насекомых?
3. Осмотрите трещины коры упавших деревьев. Найдите яйца насекомых, их личинок, куколок, взрослых особей. Выясните, конкурируют ли друг с другом эти насекомые.

Задания для 3 группы:

1. Найдите места поселений животных в биоценозе. Какие факторы среды влияют на выбор животными мест проживания?
2. Определите систематическое положение наблюдаемых животных и их приспособленность к живому месту проживания в биоценозе.
3. Найдите места проживания, которые используют животные разных систематических групп. Почему, несмотря на совместное обитание, животные не конкурируют друг с другом за жизненное пространство?

Задания для 4 группы:

1. Найдите в биоценозе активно летающих насекомых. Понаблюдайте, как часто эти насекомые посещают цветущие растения?
2. Опишите этих насекомых, определите черты их приспособленности к питанию.
3. Понаблюдайте за птицами и млекопитающими, питающимися семенами и плодами. В чем проявляется приспособленность животных к определенному виду пищи?

Задания для 5 группы:

1. Измерьте толщину лесного опада. Какова роль опада в биоценозе?
2. Разложите на белой бумаге несколько горстей опада. Найдите животных, обитающих в опаде.
3. Оределите систематическое положение этих животных: тип, класс. Почему толщина лесной подстилки не увеличивается с каждым годом?

Мы с вами совершили экскурсию, рассмотрели взаимосвязи животных с компонетами биоценоза. Скажите, что больше всего привлекло ваше внимание во время экскурсии? Что такое биоценоз?

Все свои наблюдения вы фиксировали в блокное. Теперь ваша задача подготовить творческий отчет по экскурсии.

(Каждая группа подготовливает свой отчет).

На этом наше занятие окончено. Я желаю вам хорошего настроения. До скорых встреч!