Верхний ярус в дубраве образуют растения. Вступление Ярусность растений в дубраве — первый ярус

Вступление Ярусность растений в дубраве - первый ярус - второй ярус - третий ярус - четвертый ярус - пятый ярус Разные сроки цветения Растения-эфемероиды Опыление, распространение семян Роль грибов Животные дубравы Лесная подстилка Причины устойчивости дубравы Круговорот веществ в дубраве Выводы Задания

Типичным биогеоценозом является дубрава. Как в любом другом биогеоценозе, в ней можно выделить составные части: 1. Продуценты – создатели органического вещества. Это растения. 2. Консументы – потребители органического вещества. Это животные и грибы. 3. Редуценты – разрушители органического вещества. Это бактерии, грибы, некоторые животные. 4. Абиотические факторы – климат, состав почвы и др. На территории Смоленской области дубравы, наряду с сосновыми борами и ельниками, относятся к первичным лесам. Первичные леса – это коренные леса. Они возникли в послеледниковый период, 12 -15 тысяч лет назад. Первичных лесов на территории области осталось мало. Типичных дубрав, которые еще можно было встретить лет 300 назад, сейчас почти нет. Но на тех местах, где раньше были дубравы, а ныне растет вторичный лес, - можно видеть сохранившиеся растения дубрав. Таким местом является Соколья гора. Познакомимся с биогеоценозом на Сокольей горе. оглавление

Растения, растущие в лесу, имеют разную высоту. Эти достигается возможность совместного существования светолюбивых, тенелюбивых и теневыносливых растений. Благодаря ярусности на единице площади возможно произрастание большого количества видов. Площадь листовой поверхности в дубраве больше поверхности земли, на которой она растет, в 7, 5 раз. Как зеркальное отражение наземной ярусности, в почве существует подземная ярусность. Деревья первого яруса имеют самые глубоко залегающие корни. Рассмотрим ярусы дубравы. оглавление

Первый ярус составляют высокие деревья: дуб черешчатый, ясень обыкновенный, вяз шершавый, липа мелколистная. Растения первого яруса светолюбивые. Они выше остальных и поэтому поглощают максимум света. оглавление

Деревья первого яруса Дуб черешчатый (летний) Липа мелколистная. Листья распускаются позже остальных деревьев – в конце мая. Требователен к составу почвы. Высота до 50 м. Живет до 1000 лет. Высота – до 30 м. Живет до 400 лет. Цветет в июле. Хороший медонос. Одно дерево в возрасте 50 лет дает 10 -12 кг меда.

Второй ярус составляют деревья ниже деревьев первого яруса: клен платановидный, рябина обыкновенная, черемуха обыкновенная, дикая яблоня. К этому ярусу относят и подрост деревьев первого яруса. Растения второго яруса светолюбивые или теневыносливые. Рябина обыкновенная Черемуха обыкновенная Высота до 15 м. Живет до 100 лет. Плод – яблочко. Дерево или кустарник до 10 м высотой. Выделяет много фитонцидов. оглавление

Третий ярус К этому ярусу относятся кустарники: бересклет бородавчатый, жимолость лесная, лещина, калина, крушина ломкая, шиповник коричный. Растения третьего яруса теневыносливые. Шиповник коричный оглавление

Четвертый ярус образуют травянистые растения: папоротники, ландыш майский, купена, вороний глаз, зеленчук, бор развесистый, осока волосистая. Эти растения тенелюбивые. Они многолетние, имеют подземные органы, которыми размножаются вегетативно. В лесу насекомых опылителей мало, плодов с семенами образуются мало. Вегетативное размножение тоже приспособление растений к жизни в лесу. оглавление

Травы четвертого яруса Медуница неясная Щитовник мужской Перелеска голубая Вороний глаз Купена лекарственная Копытень европейский

Растения дубравы цветут в разные сроки. Это можно назвать ярусностью во времени. Благодаря этому достигается лучшее опыление растений. Можно выделить четыре волны цветения. оглавление

Первая волна цветения Ольха В конце марта – начале апреля зацветают ветроопыляемые деревья и кустарники. Листьев на деревьях нет. Пыльца свободно перелетает на большие расстояния. Соцветия у растений – повислые сережки. К ветроопыляемым деревьям и кустарникам относятся: осина, тополь, лещина, ольха, береза. оглавление

Вторая волна цветения Ко второй волне цветения относится цветение подснежников. В апреле – начале мая весь лес залит солнцем. В его лучах хорошо заметен разноцветный ковер из цветков перелески голубой, ветреницы дубравной, ветреницы лютиковой, хохлаток, медуницы. Эти растения опыляются насекомыми, которые к этому времени уже появляются в лесу. оглавление

Растения –эфемероиды (вторая волна цветения) Подснежники являются светолюбивыми растениями. Среди них встречаются эфемероиды – многолетние растения с быстрым сроком развития. В конце мая – начале июня надземная часть эфемероидов отмирает, а семена успевают созреть. Ветреница дубравная Хохлатка Ветреница лютиковая Гусиный лук оглавление

Так выглядит весенний лес, когда цветут подснежники. В лесу много света. В листьях интенсивно протекает процесс фотосинтеза. В подземных органах – корневищах, клубнях или луковицах сохраняются питательные вещества для цветения следующей весной. На снимке ветреница дубравная

Третья волна цветения В конце мая цветет большинство насекомоопыляемых деревьев, кустарников, трав: клен, дуб, черемуха, яблоня, рябина, жимолость, бересклет, ландыш, купена, вороний глаз, зеленчук. Большинство растений имеют белые цветки и сильный аромат. Черемуха Яблоня Белый цвет в лесных сумерках самый заметный. Рябина Ландыш оглавление

Четвертая волна цветения К четвертой волне цветения относятся растения, цветущие летом. В июне зацветают сныть обыкновенная, бор развесистый, звездчатка лесная, фиалка удивительная. На опушках цветут злаки, земляника. Большинство растений опыляется насекомыми. Липа мелколистная зацветает позже всех деревьев и кустарников - в июле и опыляется пчелами. Звездчатка лесная Сныть обыкновенная Липа мелколистная

Плоды ясеня Часть растений первого яруса опыляется ветром и плоды распространяют с помощью ветра (береза, тополь, осина, ясень). Растения нижних ярусов чаще всего опыляются насекомыми, и плоды распространяют с помощью животных: насекомых, птиц, млекопитающих. Плоды этих растений сочные, яркие, хорошо заметные для птиц. Многие из растений имеют плоды с небольшими выростами – лакомые кусочки для муравьев, которые их и распространяют. Плоды крушины Ландыш майский Майник двулистный

Зависимость распространения семян от ярусов Ярус I II Распростране Количество растений (в %) ние семян Ветром 83 83 Муравьями III, IV Птицами 50 Птицами 16 Грызунами 13

За год растения дубравы производят 10 т/га чистого прироста (считая и прирост корней). В лесу создается свой микроклимат: влажность, затененность, защита от ветра. Вот почему здесь обитает множество животных. Обычно к растительным ярусам приурочены определенные виды животных. Рассмотрим типичных животных дубравы. оглавление

Животные, приуроченные к первому ярусу Шелкопряд Дятел черный Сойка В этом ярусе обитают птицы: зяблик, певчий дрозд, синица лазоревка, пищуха. Много насекомых: листоедов, короедов, усачей. Поползень

Животные, приуроченные ко второму ярусу Горихвостка Иволга Мухоловка В этом ярусе множество насекомых, в основном жуков. Белка Дятел оглавление

Животные, приуроченные к третьему ярусу Пеночки Зарянка Славки В этом ярусе обитает множество насекомых, моллюсков. Пауки

Животные, приуроченные к четвертому ярусу Косуля Лось Волк Змея Соня Лягушка Лисица В этом ярусе встречаются пчелы, осы, шмели, Заяц-беляк муравьи, бабочки и другие насекомые, некоторые виды птиц, гнездящихся на земле. Много мышевидных грызунов, среди них - лесная и желтогорлая мышь.

Опавшая листва защищает почву от промерзания и быстрого испарения влаги. В лесной подстилке зимует много насекомых и других животных. Лесной подстилкой питаются животные, образующие детритные цепи питания. Бактерии, грибы, простейшие, клещи, черви, насекомые или их личинки способствуют разложению опада. Основная масса животных распространена до глубины 50 см. Под 1 кв. м почвы обитает до 20 000 000 простейших, червей нематод насчитывается до 50 000. оглавление

Причины устойчивости дубравы В дубраве обитает огромное число видов растений, животных, грибов, микроорганизмов (по подсчетам более 10000 видов без микроорганизмов). Виды в дубраве связаны в цепи питания. Пищевые цепи переплетены в очень сложную пищевую сеть. Исчезновение какого-либо вида обычно не нарушает всю систему. В дубраве хорошо развита саморегуляция. Все разнообразное население леса существует совместно, не уничтожая полностью друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида. В дубраве ярко прослеживается круговорот веществ и движение энергии. Дубрава – открытая система, т. е. получает энергию из вне в виде солнечной. Органические вещества, образованные при фотосинтезе, переходят по цепям питания и отдают запасенную в них энергию на жизнедеятельность организмов. В конечном итоге происходит минерализация веществ редуцентами. оглавление

Круговорот веществ в дубраве Энергия солнца Деревья, кустарники, травянистые зеленые растения Грызуны (белка, лесная мышь) Змеи Зерноядные птицы(снегирь, зяблик, рябчик) Хищные птицы (ястребы, совы) Растительноядные насекомые (гусеницы бабочек, короеды, усачи, листоеды Насекомоядные птицы (пеночки, кукушка, мухоловка Земноводные (травяная лягушка, жаба) Копытные (лось, косуля, олень, кабан) Хищные млекопитающие (волк, лисица, ласка, рысь) Потребители остатков мертвых растительных и животных организмов (бактерии гниения, дождевые черви, жуки-могильщики, почвенные простейшие, грибы) (Неорганические вещества (минеральные соли и др.)

выводы Вадим Шефнер Ты, человек, любя природу, Хоть иногда ее жалей. В увеселительных походах Не растопчи ее полей. В вокзальной сутолоке века Ты оценить ее спеши. Она твой давний, добрый лекарь, Она союзница души. Не жги ее напропалую И не исчерпывай до дна. И помни истину простую – Нас много, а она одна. Приспособленность живых организмов к совместной жизни – результат длительной эволюции. Любой вид занимает определенное место в биогеоценозе. От него зависит существование других видов. Сохранить все виды – значит сохранить устойчивые биогеоценозы, значит сохранить биосферу. оглавление

задания Найдите ответы на вопросы (устно): 1. Какое значение имеет ярусное расположение растений в дубраве? 2. Какое значение имеют разные сроки цветения растений дубравы? 3. Как зависят способы распространения семян от яруса? 4. Какую роль играют грибы в дубраве? 5. Почему в дубраве обитает много животных? 6. Какое значение в жизни дубравы имеет лесная подстилка? Письменные задания 1. Заполните таблицу. Ярус Экологическая группа растений Примеры животных 2. Запишите две цепи питания в дубраве. 3. Перечислите приспособления растений к совместной жизни в дубраве. 4. Почему дубрава является устойчивым биогеоценозом? 5. Выпишите определения терминов: эпифиты, эфемероиды. оглавление

Литература 1. 2. 3. 4. 5. 6. М. А. Гуленкова, А. А. Красникова Летняя полевая практика по ботанике. - М. , Просвещение. 1976. Криксунов Е. А. , В. В. Пасечник. Экология 10 (11) класс. - М. , Дрофа. 2004. А. В. Кулев Общая биология 10 класс. Поурочное планирование. - Санкт-Петербург. Паритет. 2001. Общая биология. Учебник для 9 -10 классов. Ред. Ю. И. Полянского. - М. , Просвещение. 1987. О. В. Петунин Уроки биологии в 11 классе. - Ярославль. Академия развития. Академия холдинг. 2003. Уроки общей биологии. Ред. В. М. Корсунской. - М. , Просвещение. 1977. Фотографии Юшковой Анастасии, Перлиной Н. Б.

Продуценты, или производители, – это автотрофы, которые в процессе жизнедеятельности синтезируют из неорганических веществ органические соединения, используя в качестве источника углерода углекислый газ. Биомассу, образованную в экосистеме автотрофными организмами, называют первичной продукцией. Она служит пищей и источником энергии для остальных организмов сообщества.

Основными продуцентами являются зелёные растения, хотя свой вклад в образование первичной продукции экосистемы вносят также фотосинтезирующие и хемосинтезирующие бактерии. Для каждой крупной экосистемы или для любого биогеоценоза характерны свои специфические растения, осуществляющие фотосинтез, т. е. свои продуценты.

Консументы, или потребители, – это гетеротрофные организмы, которые используют синтезированную продуцентами биомассу для собственной жизнедеятельности. Съедая и перерабатывая растения, консументы получают энергию и образуют вторичную продукцию экосистемы.

Консументами являются самые разные живые организмы – от микроскопических бактерий до крупных млекопитающих, от простейших до человека. С точки зрения структуры экосистемы и той роли, которую играют разные консументы в поддержании её равновесного состояния, всех консументов можно подразделить на несколько подгрупп, что мы и сделаем несколько позже, когда будем разбирать пищевые связи экосистем.

Редуценты, или разлагатели, перерабатывают мёртвое органическое вещество (детрит ) до минеральных соединений, которые снова могут быть использованы продуцентами. Многие организмы, такие как, например, дождевые черви, многоножки, термиты, муравьи и др., питаются растительными и животными остатками, а часть древесины гниёт и разлагается в процессе жизнедеятельности грибов и бактерий. Когда грибы и другие редуценты отмирают, они сами превращаются в детрит и служат пищей и источником энергии другим редуцентам.

Таким образом, несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой способной к самостоятельному существованию экосистеме есть свои продуценты, различные виды консументов и редуцентов (рис. 76).

Экосистема дубравы. Рассмотрим в качестве примера дубраву – очень устойчивую наземную экосистему (рис. 77). Дубрава является типичным широколиственным лесом ярусной структуры, в котором совместно существуют многие сотни видов растений и несколько тысяч видов животных, микроорганизмов и грибов.

Верхний древесный ярус образуют крупные (до 20 м) многолетние дубы и липы. Эти светолюбивые растения, растущие достаточно свободно, создают благоприятные условия для формирования второго древесного яруса, представленного низкорослыми и менее светолюбивыми грушей, клёном, яблоней.

Рис. 76. Необходимые компоненты экосистемы

Под пологом двух ярусов формируется кустарниковая растительность. Лещина, бересклет, калина, боярышник, терновник, бузина, крушина – это далеко не полный перечень растений, которые образуют третий ярус до высоты 2–4 м.

Следующий, травянистый ярус составляют многочисленные кустарнички и полукустарнички, папоротники, всходы деревьев и разнообразные травы. Причём в течение года в дубраве происходит смена травянистого покрова. Весной, когда листвы на деревьях ещё нет и поверхность почвы ярко освещена, расцветают светолюбивые первоцветы: медуница, хохлатка, ветреница. Летом им на смену приходят теневыносливые растения.

В приземном ярусе, высота которого всего несколько сантиметров от поверхности почвы, растут лишайники, мхи, грибы, низкие травы.

Сотни видов растений (продуцентов ), используя энергию солнца, создают зелёную биомассу дубравы. Дубравы очень продуктивны: в течение года на площади в 1 га они создают до 10 т прироста растительной массы.

Мёртвые корни и опавшие листья образуют подстилку, в которой обитают многочисленные редуценты: дождевые черви, личинки мух и бабочек, жуки-навозники и мертвоеды, мокрицы и многоножки, ногохвостки, клещи, нематоды. Питаясь, эти организмы не только преобразуют детрит, но и формируют почвенную структуру. Деятельность таких землероев, как кроты, мыши и некоторые крупные беспозвоночные, не даёт почве слёживаться. В каплях воды между частичками почвы обитают многочисленные почвенные простейшие, а грибы образуют симбиоз с корнями растений и участвуют в разложении детрита.

Рис. 77. Экосистема дубравы

Несмотря на то что ежегодно на 1 га поверхности почвы в дубраве поступает 3–4 т отмерших растений, почти вся эта масса разрушается в результате деятельности редуцентов. Особая роль в этой переработке принадлежит дождевым червям, которых в дубравах насчитывается огромное количество: несколько сот особей на 1 м2.

Разнообразен животный мир верхних ярусов дубравы. В кронах деревьев гнездятся десятки видов птиц. Вьют гнёзда сорока и галка, певчий дрозд и зяблик, большая синица и лазоревка. В дуплах выводят птенцов филин и обыкновенная неясыть. Чеглок и перепелятник наводят страх на мелких певчих птиц. В кустарниках обитают зарянка и чёрный дрозд, мухоловка-пеструшка и поползень. Ещё ниже находятся гнёзда славки и крапивника. По всем ярусам перемещается в поисках пищи серая белка. Бабочки, пчёлы, осы, мухи, комары, жуки – более 1600 видов насекомых тесно связаны с дубом! В травяном ярусе делят место под солнцем кузнечики и жуки, пауки и сенокосцы, мыши, землеройки и ежи. Самыми крупными консументами этой экосистемы являются косули, лани и кабаны.

Устойчивость этой и любой другой экосистемы обеспечивает сложная система взаимоотношений всех организмов, входящих в её состав.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое биогеоценоз?

2. Расскажите о пространственной структуре экосистемы.

3. Какие обязательные компоненты включает любая экосистема?

4. В каких отношениях находятся друг с другом обитатели биоценозов? Охарактеризуйте эти связи.

5. Опишите видовой состав и пространственную структуру экосистемы дубравы.

Подумайте! Выполните!

1. Назовите общие черты биогеоценозов лиственного леса и пресноводного водоёма.

2. Возможно ли существование биоценоза, состоящего только из растений? Обоснуйте свою точку зрения.

3. Выполните исследование на тему «Моё жильё как пример экосистемы».

4. Разработайте экскурсионный маршрут, позволяющий продемонстрировать видовую, пространственную и экологическую структуры типичной экосистемы вашего региона (групповой проект).

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

25. Пищевые связи. Круговорот веществ и энергии в экосистемах

Вспомните!

Какие обязательные компоненты входят в состав любой экосистемы?

Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и с факторами внешней среды, формируя устойчивую саморегулирующуюся и самоподдерживающуюся экосистему. Особенности видового состава этой системы определяются историческими и климатическими условиями, а взаимоотношения организмов друг с другом и с окружающей средой строятся на основе пищевого поведения.

В рассмотренной нами экосистеме дубравы олени едят травянистые растения и листья кустарников, белки не прочь полакомиться желудями и грибами, ёж съедает дождевого червя, а филин на ночной охоте ловит мышей и полёвок. Многочисленные насекомые, желуди дуба, плоды дикой яблони и груши, семена и ягоды – прекрасный корм птицам. Мёртвые органические остатки падают на землю. На них развиваются бактерии, которых потребляют простейшие, служащие, в свою очередь, кормом многочисленным мелким почвенным беспозвоночным. Все виды организмов связаны друг с другом сложной системой пищевых взаимоотношений.

При изучении структуры любой экосистемы становится очевидным, что её устойчивость зависит от многообразия пищевых связей, существующих между разными видами этого сообщества. Причём, чем больше видовое многообразие, тем устойчивее структура. Представьте себе систему, в которой хищник и жертва представлены только одиночными видами, допустим «лиса – заяц». Исчезновение зайцев неизбежно приведёт к гибели хищников, и экосистема, потеряв два своих компонента, начнёт разрушаться. Если же в качестве пищи в данной экосистеме лиса может использовать и грызунов, и лягушек, и мелких птиц, то пропажа одного источника пищи не приведёт к разрушению всей структуры, а освободившуюся экологическую нишу вскоре займут другие организмы со сходными требованиями к среде.

Биогеоценоз – это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых организмов и определенными условиями обитания, которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

В каждом биогеоценозе существуют виды, преобладающие по численности или занимающие большую площадь. Их называют видами – доминантами. Однако не все доминантные виды одинаково влияют на биогеоценоз. Те, которые определяют состав, структуру и свойства экосистемы путем создания среды для всего сообщества, называют эдификаторами . А теперь рассмотрим биогеоценоз дубравы.

Среди наземных биогеоценозов одним из наиболее сложных является широколиственный лес, например, дубрава. Дубрава – совершенная и устойчивая экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных.

Растения дубравы. В наземных биогеоценозах основную биологическую продукцию создают высшие растения. В лесу это преимущественно многолетние древесные породы.

Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у растений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности.

Верхний ярус образуют наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками: лещиной, крушиной, калиной и т. п. Наконец, на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения.

Вследствие сложной многоярусности общая площадь листьев растений, произрастающих на каждом гектаре, достигает 4–6 га. Чистая продукция в виде прироста органического вещества составляет почти 10 т/га в год.

Цепи питания в дубравах. Богатство и разнообразие растений становится причиной развития в дубравах потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных – птиц и млекопитающих.

Пищевые цепи в лесу переплетены в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение какого-нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему. Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных копытных: зубров, оленей, косуль, лосей слабо отразилось бы на общей экосистеме, так как их биомасса никогда не была большой и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень серьезными, так как насекомые выполняют важную в биогеоценозе функцию опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования многих последующих звеньев пищевых цепей.

Экологические системы

• Биогеоценоз
• Водоем и дубрава как примеры биогеоценозов
• Изменения в биогеоценозах
• Биогеоценозы, создаваемые человеком
• Пищевые связи
• Потери энергии в цепях питания

Биогеоценоз.

Биогеоценоз - это устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. В это сообщество поступают энергия Солнца, минеральные вещества почвы и газы атмосферы, вода, а выделяются из него теплота, кислород, диоксид углерода, продукты жизнедеятельности организмов. Основные функции биогеоценоза - аккумуляция и перераспределение энергии и круговорот веществ. Биогеоценоз - целостная саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся система. Он включает следующие обязательные компоненты: неорганические (угле род, азот, диоксид углерода, вода, минеральные соли) и органические вещества (белки, углеводы, липиды и др.); автотрофные организмы - продуценты органических веществ; гетеротрофные организмы - потребители готовых органических веществ растительного - консументы (потребители первого порядка) и животного (потребители второго и следующих порядков) происхождения. К гетеротрофным организмам относятся разрушители - редуценты, или деструкторы, которые разлагают остатки мертвых растений и oживотных, превращая их в простые минеральные соединения.
Говоря о биоценозах, рассматривают только взаимосвязанные живые организмы, обитающие в данной местности. Биоценозы характеризуются видовым разнообразием, т.е. числом видов живых организмов, образующих его; плотностью популяций, т.е. числом особей данного вида, отнесенного к единице площади или к единице объема (для водных и почвенных организмов); биомассой - общим количеством животного органического вещества, выраженного в единицах массы.
Биомасса образуется в результате связывания солнечной энергии. Эффективность, с которой растения ассимилируют солнечную энергию, в разных биоценозах неодинакова. Суммарная продукция фотосинтеза называется первичной продукцией. Растительная биомасса используется потребителями первого порядка - растительноядными животными - в качестве источника энергии и материала для создания биомассы; причем используется чрезвычайно избирательно (рис.17.7), что понижает интенсивность межвидовой борьбы за существование и способствует сохранению природных ресурсов. Растительноядные животные в свою очередь служат источником энергии и материала для потребителей второго порядка - хищников и т.д. На рис.17.8 приведены сравнительные данные по продуктивности различных биогеоценозов. Наибольшее количество биомассы образуется в тропиках и в умеренной зоне, очень мало - в тундре и океане.
Организмы, входящие в состав биогеоценозов, испытывают влияние неживой природы - абиотических факторов, а также со стороны живой природы - биотических воздействий.

Биоценозы представляют собой - целостные, саморегулирующиеся биологические системы, в сой* став которых входят живые организмы, обитающие на одной территории.
Энергия солнечного света ассимилируется растениями, которые впоследствии используются животными в качестве пищи.

Пищевые связи .

Потери энергии в цепях питания

Все виды, образующие пищевую цепь, существуют за счет органического вещества, созданного зелеными растениями. При этом действует важная за кономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность ее заключается в следующем.
Суммарно лишь около 1% лучистой энергии Солнца, падающей на растение, превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических веществ и может быть использовано в дальнейшем гетеротрофными организмами при питании. Когда животное поедает растение, большая часть энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Только 5-20% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Если хищник поедает травоядное животное, то снова теряется большая часть заключенной в пище энергии. Вследствие таких больших потерь полезной энергии пищевые цепи не могут быть очень длинными: обычно они состоят не более чем из 3-5 звеньев (пищевых уровней).

Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих звеньев пищевой цепи также уменьшается НН o Эту очень важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.

Водоем и дубрава как примеры биогеоценозов

1.Биогеоценоз пресного водоема.

Любой природный водоем, например озеро или пруд, с его растительным и животным населением представляет собой отдельный биогеоценоз. Эта природная система, как и другие биогеоценозы, обладает способностью к саморегуляции и непрерывному самовозобновлению.
Растения и животные, населяющие водоем, распределяются в нем неравномерно. Каждый вид обитает в тех условиях, к которым приспособлен. Наиболее разнообразные и благоприятные для жизни условия создаются в прибрежной зоне. Здесь вода теплее, так как прогревается солнечными лучами. Она достаточно насыщена кислородом. Обилие света, проникающего до дна, обеспечивает развитие многих высших растений. Многочисленны и мелкие водоросли. В прибрежной зоне живут и большинство животных. Одни приспособлены к жизни на водных растениях, другие активно плавают в толще воды (рыбы, хищные жуки-плавунцы и водяные клопы). Многие водятся на дне (перловицы, беззубки, личинки некоторых насекомых - ручейников, стрекоз, поденок,ряд червей и т. п.). Даже поверхностная пленка воды служит местом обитания специально приспособленных к ней видов. В тихих заводях можно видеть бегающих по поверхности воды хищных клопов-водомерок и быстро плавающих кругами жуков-вертячек. Обилие пищи и другие благоприятные условия привлекают в прибрежную зону рыб.
В глубоких придонных участках водоема, куда слабо проникает солнечный свет, жизнь беднее и однообразнее. Фотосинте-зирующие растения здесь не могут существовать. Нижние слои воды вследствие слабого перемешивания остаются холодными. Здесь вода содержит мало кислорода.
Особые условия создаются и в толще, воды открытых участков водоема. Она заселена массой мельчайших растительных и животных организмов, которые сосредоточены в верхних, более прогреваемых и хорошо освещаемых слоях воды. Здесь развиваются различные микроскопические водоросли; водорослями и бактериями питаются многочисленные простейшие - инфузории, а также коловратки и ракообразные. Весь этот комплекс мелких взвешенных в воде организмов называют планктоном. В круговороте веществ и в жизни водоема планктону принадлежит очень важная роль.

2.Пищевые связи и устойчивость биогеоценоза пруда.

Рассмотрим, за счет чего существует и как поддерживается система обитателей водоема. Цепи питания состоят из нескольких последовательных звеньев. Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются простейшие, которых поедают мелкие рачки. Рачки, в свою очередь, служат пищей рыбам, а последних могут поедать хищные рыбы. Почти все виды питаются не одним типом пищи, а используют разные пищевые объекты. Пищевые цепи сложно переплетены. Отсюда следует важный общий вывод: если какой-нибудь член биогеоценоза выпадает, то система не нарушается, так как используются другие источники пищи. Чем больше видовое разнообразие, тем система устойчивее.
Первичным источником энергии в водном биогеоценозе, как и в большинстве экологических систем, служит солнечный свет, благодаря которому растения синтезируют органическое вещество. Очевидно, биомасса всех существующих в водоеме животных полностью зависит от биологической продуктивности растений.
Часто причиной низкой продуктивности естественных водоемов бывает недостаток минеральных веществ (в особенности азота и фосфора), необходимых для роста автотрофных растений, или неблагоприятная кислотность воды. Внесение минеральных удобрений, а в случае кислой среды известкование водоемов способствуют размножению растительного планктона, которым/ питаются животные, служащие кормом для рыб. Таким путем повышают продуктивность рыбохозяйственных прудов.

3.Биогеоценоз широколиственного леса.

Краткое содержание других презентаций

«Доказательства эволюции органического мира» - Носят дивергентный характер. Сравнительно- анатомические (морфологические) доказательства эволюции. Группы доказательств эволюционного процесса. 11 класс. Что обозначают термины? Археоптерикс. Особенность фауны и флоры островов свидетельствуют в пользу эволюции. Молекулярно-биологические и цитологические. Палеонтологические доказательства эволюции Ископаемые формы. Вывод: А. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей по распространению животных и растений на нашей планете. Стадии эмбрионального развития позвоночных. Эмбриологические.

«Структура экосистемы» - Наземный биогеоценоз. Экосистема ручья. Вместе с факторами неживой природы сообщество образует экосистему. Биология 11 класс Выполнил Архипкин Виктор. Экологическая структура экосистемы. Экосистема дубравы. Продуценты или автотрофы (продуценты небелковых токсинов). Водоем как экосистема.

«Естественный отбор и эволюция» - В популяци от поколения к поколению происходит изменение фенотипа в одном направлении. Наблюдается при длительном сохранении постоянных условий среды. Понятие «естественный отбор». Начертите таблицу. Движущая форма отбора. Содержание. Наблюдается в меняющихся условиях среды. Популяция остается фенотипически однородной. Внутри популяции возникает несколько отчетливо различающихся фенотипических форм.

«Организм как биосистема» - Гуморальная регуляция. Организм как биосистема. Домашняя работа. Хемотрофы –бактерии. У водорослей, грибов, простейших большую роль играют ионы кальция. Организм обладает определённым индивидуальным запасом наследственной информации. Многоклеточные Растения Животные Грибы Человек. Многоклеточный организм. Нервная регуляция Более быстрая Адресована строго определённому органу. Одноклеточные организмы.

«Архейская эра по биологии» - Руководитель: Иванова Н.Н. МОУ СОШ №43. На тему:«Архейская эра». Ученица 11 класса «А». Выполнила: Джурик Кристина Александровна. Презентация по биологии! Способы размножения: Бесполое Половое. В архейской эре возникли первые живые организмы.

«Главные направления эволюции» - Главные направления эволюции органического мира. Основные положения учения Дарвина. Эволюция органического мира. Выполнила: Литвинова Е, 11 класс. 2008 год.

Среди наземных биогеоценозов одним из наиболее сложных является широколиственный лес, например дубрава. Дубрава - совершенная и устойчивая экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных.

Растения дубравы

В наземных биогеоценозах основную биологическую продукцию создают высшие растения. В лесу это преимущественно многолетние древесные породы (рисунок 39).

Характерная черта лиственного леса заключается в видовом разнообразии растительности. Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у растений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности.

Верхний ярус образуют наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками: лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т. п.

Наконец, на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения.

Ярусность выражена также в расположении корневых систем. Деревья верхних ярусов обладают наиболее глубокой корневой системой и могут использовать воду и минеральные вещества из глубинных слоев почвы.

Дубрава характеризуется высокой биологической продуктивностью. Вследствие ее сложной многоярусности общая площадь листьев растений, произрастающих на каждом гектаре, достигает 4-6 га. Такой мощный фотосинтезирующий аппарат улавливает и трансформирует в потенциальную энергию органического вещества около 1% годового притока солнечной радиации. Последняя в средних широтах составляет около 3,8 10 7 кДж/га. Почти половина синтезированного вещества расходуется самими растениями в процессе дыхания. Чистая продукция в виде прироста органического вещества в надземных частях растений составляет 5-6 т/га за год. К этому следует добавить 3-4 т/га ежегодного прироста подземных частей. Таким образом, продукция дубрав достигает почти 10 т/га в год.

Цепи питания в дубравах.

Богатство и разнообразие растений, производящих громадное количество органического вещества, которое может быть использовано в качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных - птиц и млекопитающих.

Пищевые цепи в лесу переплетены в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение какого-нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему. Значение разных групп животных в биогеоценозе неодинаково. Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных копытных; зубров, оленей, косуль, лосей - слабо отразилось бы на общей экосистеме, так как их численность, а следовательно, биомасса никогда не была большой и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень серьезными, так как насекомые выполняют важную в биогеоценозе функцию опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования многих последующих звеньев пищевых цепей.

Саморегуляция в лесном биогеоценозе.

Процесс саморегуляции в дубраве проявляется в том, что все разнообразное население леса существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем. Насколько велико в жизни леса значение такой регуляции численности, можно видеть из следующего примера. Листьями дуба питается несколько сотен видов насекомых, но в нормальных условиях каждый вид представлен столь малым количеством особей, что даже их общая деятельность не наносит существенного вреда дереву и лесу. Между тем все насекомые обладают большой плодовитостью. Количество яиц, откладываемых одной самкой, редко бывает менее 100. Многие виды способны давать 2-3 поколения за лето. Следовательно, при отсутствии ограничивающих факторов численность любого вида насекомых возросла бы очень быстро и привела бы к разрушению экологической системы.

Минерализация органических остатков.

Огромное значение в жизни леса имеют процессы разложения и минерализации массы отмирающих листьев, древесины, остатков животных и продуктов их жизнедеятельности. Из общего ежегодного прироста биомассы надземных частей растений около 3-4 т на 1 га естественно отмирает и опадает, образуя так называемую лесную подстилку. Значительную массу составляют также отмершие подземные части растений. С опадом возвращается в почву большая часть потребленных растениями минеральных веществ и азота.

Животные остатки очень быстро уничтожаются жуками мертвоедами, кожеедами, личинками падальных мух и другими насекомыми, а также гнилостными бактериями. Труднее разлагается клетчатка и другие прочные вещества, составляющие значительную часть растительного опада. Но и они служат пищей для ряда организмов, например грибков и бактерий, имеющих специальные ферменты, которые расщепляют клетчатку и другие вещества до легкоусвояемых сахаров.

Рисунок 40. Сравнение общей структуры наземного и водного биогеоценозов:

I - растения, производящие органическое вещество: а - высшие растения; б - водоросли;

II - животные - потребители органического вещества: а - растительноядные, б - плотоядные, в - питающиеся смешанной пищей.

Как только растения погибают, их вещество полностью используется разрушителями. Значительную часть биомассы составляют дождевые черви, производящие огромную работу по разложению и перемещению органических веществ в почве. Общее число особей насекомых, панцирных клещей, червей и других беспозвоночных достигает многих десятков и даже сотен миллионов на гектар. В разложении опада особенно велика роль бактерий и низших, сапрофитных грибков.

ЭКОСИСТЕМА ДУБРАВЫ: ЭКСКУРСИЯ

1. Дубрава, как природное сообщество (биогеоценоз) , является одним из наиболее сложных среди наземных биогеоценозов. Ну, во первых, что такое биогеоценоз? Биогеоценоз - это комплексы взаимосвязанных видов (популяций разных видов), обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существованиями. Это определение понадобится для пользования в дальнейшем. Дубрава - это совершенная и устойчивая экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных. Понятно, что при таком разнообразии видов, населяющих дубраву, поколебать устойчивость данного биогеоценоза, истребив один или несколько видов растений или животных будет сложно. Сложно, потому что в результате длительного сосуществования видов растений и животных из разрозненных видов они стали единым и совершенным биогеоценозом - дубравой, которая, как уже было сказано выше способна при неизменных внешних условиях существовать веками.

2. Основные компоненты биогеоценоза и связи между ними ; растения - главное звено в экосистеме. Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют зеленые растения, которые, как известно, являются производителем органического вещества (продуцентами). А так как в биогеоценозе обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные - потребители живого органического вещества (консументы) и, наконец, разрушители органических остатков - преимущественно микроорганизмы, которые доводят распад органических веществ до простых минеральных соединений (редуценты), то не трудно догадаться, почему растения являются главным звеном в экосистеме. А потому, что в биогеоценозе все потребляют органические вещества, или соединения образующиеся после распада органических веществ и ясно, что если растения - главный источник органического вещества исчезнут, то жизнь в биогеоценозе практически исчезнет.

3. Круговорот веществ в биогеоценозе. Значение в круговороте растений, использующих солнечную энергиюКруговорот веществ в биогеоценозе - необходимое условие существования жизни. Он возник в процессе становления жизни и усложнялся в ходе эволюции живой природы. С другой стороны, чтобы в биогеоценозе был возможен круговорот веществ, необходимо наличие в экосистеме организмов, создающих органические вещества из неорганических и преобразующие энергию излучения солнца, а также организмов, которые используют эти органические вещества и снова превращают их в неорганические соединения. Все организмы по способу питания разделяются на две группы - автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы (преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (животные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органическими веществами, которые синтезировали автотрофы. Следовательно, гетеротрофы зависят от автотрофов. В любом биогеоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизнедеятельности организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков органические вещества превращаются в неорганические соединения, которые возвращаются снова в природную среду и могут опять использоваться автотрофами. Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятельности организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ необходим приток энергии извне. Источником энергии является Солнце. Движение вещества, вызванное деятельностью организмов, происходит циклически, оно может быть использовано многократно, в то время как поток энергии в этом процессе имеет однонаправленный характер. Энергия излучения Солнца в биогеоценозе преобразуется в различные формы: В энергию химических связей, в механическую и, наконец, во внутреннюю. Из всего сказанного ясно, что круговорот веществ в биогеоценозе - необходимое условие существования жизни и растения (автотрофы) в нем самое главное звено.

4. Разнообразие видов в биогеоценозе, приспособленность их к совместному проживанию. Характерная черта дубравы заключается в видовом разнообразии растительности. Как уже было сказано выше биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных. Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у растений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности. Верхний ярус образую наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками: лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т. п. Наконец на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения. Ярусность выражена также в расположении корневых систем. Деревья верхних ярусов обладают наиболее глубокой корневой системой и могут использовать воду и минеральные вещества из глубинных слоев почвы.

7. Изменения в биогеоценозе весной: в жизни растений и животных.
Весенние изменения в жизни растений.
Еще не распустив листья зацветают некоторые ивы, ольха, лещина; на проталинах даже сквозь снег пробиваются ростки первых весенних растений. К середине весны почти на всех деревьях распускаются листья. Период цветения у растений и цветов. В общем, растения оживают из зимнего спокойствия.
Весенние изменения в жизни животных.
Прилетают перелетные птицы, появляются перезимовавшие насекомые, пробуждаются от зимней спячки некоторые животные. Период формирования пар и брачный период.

8. Возможные направления изменения биогеоценоза. Любой биогеоценоз развивается и эволюционирует. Ведущее значение в процессе смены наземных биогеоценозов принадлежит растениям, но их деятельность неотделима от деятельности остальных компонентов системы, и биогеоценоз всегда живет и изменяется как единое целое. Смена идет в определенных направлениях, а длительность существования различных биогеоценозов очень различна. Примером изменения недостаточно сбалансированной системы может служить зарастание водоема. Вследствие недостатка кислорода в придонных слоях воды часть органического вещества остается неокисленной и не используется в дальнейшем круговороте. В прибрежной зоне накапливаются остатки водной растительности, образующие торфянистые отложения. Водоем мелеет. Прибрежная водная растительность распространяется к центру водоема, образуются торфяные отложения. Озеро постепенно превращается в болото. Окружающая наземная растительность постепенно надвигается на место бывшего водоема. В зависимости от местных условий здесь может возникнуть осоковый луг, лес или иной тип биогеоценоза. Дубрава тоже может превратится в иной тип биогеоценоза. К примеру, после вырубки деревьев она может превратится в луг, поле (агроценоз) или во что-то другое.

9. Влияние деятельности человека на биогеоценоз; мероприятия, которые необходимо проводить в целях его охраны. Человек с недавних пор стал очень активно влиять на жизнь биогеоценоза. Хозяйственная деятельность людей - мощный фактор преобразования природы. В результате этой деятельности формируются своеобразные биогеоценозы. К числу их можно отнести, например, агроценозы, представляющие собой искусственные биогеоценозы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека. Примерами могут служить искусственно создаваемые луга, поля, пастбища. Создаваемые человеком искусственные биогеоценозы требуют неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь. Конечно, в искусственных и естественных биогеоценозах много сходного и различного, но на этом мы останавливаться не будем. Влияет человек и на жизнь естественных биогеоценозов, но, конечно, не настолько сильно, как на агроценозы. Примером могут служить лесничества, создаваемые для высадки молодых деревьев, а также для ограничения охотничьего промысла. Примером могут также служить заповедники и национальные парки, создаваемые для охраны каких-то определенных видов растений и животных. Создаются также массовые общества, пропагандирующие сохранение и охрану окружающей среды, такие как общество «зеленых» и т.п.

10. Вывод. На примере экскурсионной прогулки по естественному биогеоценозу - дубраве выяснили и разобрали, почему дубрава целостна и устойчива, каковы основные компоненты биогеоценоза, какова их роль и какие существуют между ними связи, разобрали также, почему круговорот веществ в биогеоценозе - необходимое условие существования жизни, выяснили также как все разнообразие видов, обитающих в дубраве не конфликтует между собой, позволяя нормально развиваться друг - другу, разобрали какие существуют пищевые связи в дубраве и разобрали такое понятие как экологическая пирамида, обосновали факторы, вызывающие изменение в численности и такое явление как саморегуляция, выяснили какие происходят изменения в биогеоценозе весной и разобрали возможные направления эволюции биогеоценоза, а также как человек влияет на жизнь в биогеоценозах. В общем, на примере дубравы полностью разобрали жизнь биогеоценозов.

Познакомьтесь по рисункам 198, 200-202 с совместно обитающими в биоценозах группами организмов. Какие существуют между ними связи?

Различные типы сложившихся взаимоотношений организмов в биоценозах способствуют сохранению их видового состава и поддержанию оптимальной численности составляющих биоценоз популяций видов.

Структура биоценоза выражается в видовом составе его населения и количественном соотношении организмов по видам (видовая структура), в закономерном распределении организмов разных видов относительно друг друга в занимаемом пространстве (пространственная структура), в пищевых (трофических) и других взаимоотношениях организмов.

Видовая структура биоценоза. Любой биоценоз сформирован характерными для него видами организмов с определенной численностью каждого из них. Общее число видов в одном биоценозе может достигать нескольких десятков тысяч. Особенно богаты видами организмов коралловые рифы, тропические леса (рис. 197, 1, 2). Для биоценозов, сложившихся в суровых условиях обитания организмов, например в Арктике, характерно гораздо меньшее число видов (рис. 197, 3).

Рис. 197. Богатые и бедные видами биоценозы: 1 - коралловый риф; 2 - тропический лес; 3 - полярная тундра

Численность организмов каждого вида в биоценозе разная. Виды с наибольшей численностью, или господствующие (доминирующие), составляют его «видовое ядро». В некоторых еловых лесах, например в ельниках-кисличниках, из деревьев доминирует ель, из травянистых растений - кислица, из птиц - королек, зарянка, зяблик, а из млекопитающих - рыжая и красно-серая полевки (рис. 198).

Рис. 198. Многочисленные виды организмов ельника-кисличника: 1 - ель обыкновенная; 2 - кислица обыкновенная; 3 - зяблик; 4 - красно-серая полевка

Количество малочисленных видов в биоценозах всегда больше, чем многочисленных. Малочисленные виды создают видовое богатство биоценозов и увеличивают разнообразие его связей. Эти же виды служат резервом для замещения доминирующих видов при изменении условий среды. Чем богаче видовой состав биоценоза, тем лучше обеспечивается его устойчивость по отношению к меняющимся условиям среды.

Пространственная структура биоценоза. Распределение организмов в наземных биоценозах связано в основном с ярусностью, или вертикальным расположением растительности.

Ярусное, или вертикальное, сложение биоценозов наиболее отчетливо выражено в лесах, где может быть до 5-6 ярусов растений (рис. 199). Так, в широколиственных лесах, или дубравах, дуб, липа и другие высокие листопадные деревья с крупными листьями образуют первый (верхний) ярус. Менее светолюбивые, например, клен остролистный, вяз и другие деревья-спутники дуба - это второй ярус. Орешник (лещина), жимолость, бересклет, шиповник, калина, крушина и другие кустарники - третий ярус (подлесок). Многолетние травянистые растения (хохлатка, ветреница, гусиный лук, медуница, ландыш майский, зеленчук зеленый, копытень европейский, вороний глаз) образуют четвертый ярус. Мхи, лишайники и грибы произрастают в нижнем (пятом) ярусе широколиственного леса и встречаются редко, не образуя сплошного покрова.

Рис. 199. Ярусное распределение растений в биоценозе широколиственного леса - дубраве

Ярусное сложение леса позволяет растениям более эффективно использовать солнечный свет: светолюбивые растения образуют верхний ярус, а растения других ярусов приспособились к жизни в условиях с малой освещенностью или развиваются и зацветают ранней весной до распускания листьев на деревьях (пролески, ветреницы, хохлатки, гусиный лук).

С ярусами биоценозов связано вертикальное распределение животных и других организмов (рис. 200). Так, в кронах деревьев первого и второго ярусов леса живут различные листогрызущие насекомые, насекомоядные птицы (дрозды, иволги, кукушки), мелкие зверьки (белки, сони). Бывают здесь и хищные птицы, например ястреб-перепелятник. Особенно разнообразно население животных нижнего яруса леса. Здесь обитают лоси, зайцы, кабаны, ежи, лесные мыши, волки, лисицы и другие звери.

Рис. 200. Ярусное распределение животных в биоценозе смешанного леса

Многие животные из-за своей подвижности обитают в нескольких ярусах. Например, белка обыкновенная строит гнезда и выкармливает детенышей на деревьях, а собирает себе пищу как на деревьях, так и на кустарниках, и на земле. Тетерев, глухарь, рябчик питаются в основном в нижнем ярусе леса, ночуют на деревьях, а на земле выводят свое потомство.

Распределение животных по ярусам в биоценозе снижает между ними конкуренцию в питании, выборе мест для постройки гнезд. Так, мухоловка-пеструшка охотится на насекомых в кронах деревьев, а садовая горихвостка - в кустарниках и над почвой. Большой пестрый дятел и поползень питаются насекомыми и их личинками обычно в среднем ярусе леса. Однако и они не конкурируют между собой: дятел добывает насекомых, их личинок и куколок из-под коры деревьев, а поползень собирает насекомых с поверхности коры.

Ярусность, как этажи, наблюдается и в расположении корней. Наиболее глубоко в почву уходят корни деревьев верхних ярусов. В каждом ярусе почвы находятся бактерии и грибы, благодаря которым происходят превращения органических остатков в перегной (гумус) и его минерализация. Здесь же постоянно или временно обитает множество насекомых, клещей, червей и других животных. Число видов и особей животных, связанных с почвой, превышает число наземных. Почвенное население наиболее многочисленно в местах, где почва богата органическими веществами, и оказывает большое влияние на почвообразование.

Пищевая (трофическая) структура биоценоза. Все организмы биоценозов связаны между собой отношениями «пища - потребитель» и каждый из них входит в то или иное звено цепи питания - последовательного ряда организмов, питающихся друг другом. Существуют два основных типа цепей питания: пастбищные (цепи выедания) и детритные (цепи разложения).

Основу пастбищных пищевых цепей составляют растения (автотрофные организмы) и животные (гетеротрофные организмы). Растительноядные животные, например саранча, жуки-листоеды, клесты, свиристели, полевки, зайцы, олени - потребители первого порядка; плотоядные животные (лягушки, жабы, ящерицы, змеи, насекомоядные птицы, многие хищные птицы и звери) - потребители второго порядка; а хищные животные, кормящиеся потребителями второго порядка, - потребители третьего порядка (рис. 201).

Рис. 201. Пастбищная цепь питания дубравы

В детритных пищевых цепях (от лат. детритус - истертый, мелкие органические частицы) источником пищи организмов-потребителей первого порядка служат остатки разложившихся животных, растений, грибов вместе с содержащимися в них бактериями. Детритные цепи питания наиболее распространены в лесах (рис. 202). Так, значительная часть продукции растений (листовой опад) не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает и подвергается разложению и минерализации сапротрофами (от греч. сапрос - гнилой) - бактериями гниения. Дождевые черви, многоножки, клещи, личинки насекомых, питающиеся детритом, служат пищей потребителям следующего звена.

Рис. 202. Детритная цепь питания лиственного леса

Итак, видовая, пространственная и пищевая (трофическая) структуры биоценоза составляют основу для поддержания его целостности. Видовой состав организмов формируется в соответствии с условиями среды, в которых существует то или иное природное сообщество. Слагающие биоценоз виды, распределенные по ярусам и связанные друг с другом пищевыми цепями, обеспечивают длительное существование разнообразных природных сообществ на нашей планете.

Упражнения по пройденному материалу

1. В чем выражается структура биоценоза?
2. Чем видовая структура биоценоза отличаетсяот пространственной и пищевой (трофической)?
3. Какие виды организмов биоценоза относят к доминирующим?
4. Какова роль малочисленных видов в биоценозе?
5. С чем в биоценозах связано вертикальное распределение организмов?
6. Что такое пищевые цепи? Чем пастбищные пищевые цепи отличают от детритных?

Составьте из перечисленных организмов и продуктов их жизнедеятельности несколько пастбищных и детритных пищевых цепей: травянистые растения, листья деревьев и кустарников, растительный опад, дождевые черви, гусеницы бабочек, слизни, личинки мясной мухи, лягушки, ужи, погибшая ворона, синицы, ястребы, ежи.

Дубрава, как природное сообщество (биогеоценоз), характеризуется целостностью и устойчивостью.

Дубрава является одним из наиболее сложных среди наземных биогеоценозов. Биогеоценоз - это комплексы взаимосвязанных видов (популяций разных видов), обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существованиями. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных. Понятно, что при таком разнообразии видов, населяющих дубраву, поколебать устойчивость данного биогеоценоза, истребив один или несколько видов растений или животных будет сложно. Сложно, потому что в результате длительного сосуществования видов растений и животных из разрозненных видов они стали единым и совершенным биогеоценозом - дубравой, которая, как уже было сказано выше способна при неизменных внешних условиях существовать веками.

Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют зеленые растения, которые, как известно, являются производителями органического вещества (продуцентами). В биогеоценозе обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные - потребители живого органического вещества (консументы) и, наконец, разрушители органических остатков - преимущественно микроорганизмы, которые доводят распад органических веществ до простых минеральных соединений (редуценты). Растения - главный источник органического вещества и если они исчезнут, то жизнь в биогеоценозе практически исчезнет.

Круговорот веществ в биогеоценозе - необходимое условие существования жизни. Он возник в процессе становления жизни и усложнялся в ходе эволюции живой природы. С другой стороны, чтобы в биогеоценозе был возможен круговорот веществ, необходимо наличие в экосистеме организмов, создающих органические вещества из неорганических и преобразующие энергию излучения солнца, а также организмов, которые используют эти органические вещества и снова превращают их в неорганические соединения. Все организмы по способу питания разделяются на две группы - автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы (преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (животные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органическими веществами, которые синтезировали автотрофы. Следовательно, гетеротрофы зависят от автотрофов. В любом биогеоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизнедеятельности организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков органические вещества превращаются в неорганические соединения, которые возвращаются снова в природную среду и могут опять использоваться автотрофами. Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятельности организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ необходим приток энергии извне. Источником энергии является Солнце. Движение вещества, вызванное деятельностью организмов, происходит циклически, оно может быть использовано многократно, в то время как поток энергии в этом процессе имеет однонаправленный характер. Энергия излучения Солнца в биогеоценозе преобразуется в различные формы: В энергию химических связей, в механическую и, наконец, во внутреннюю. Из всего сказанного ясно, что круговорот веществ в биогеоценозе - необходимое условие существования жизни и растения (автотрофы) в нем самое главное звено.

Характерная черта дубравы заключается в видовом разнообразии растительности. Как уже было сказано выше биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных. Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у растений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности. Верхний ярус образуют наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками: лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т. п. Наконец на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения. Ярусность выражена также в расположении корневых систем. Деревья верхних ярусов обладают наиболее глубокой корневой системой и могут использовать воду и минеральные вещества из глубинных слоев почвы.