Pojem „ekosystém“byl představen v roce 1935 anglickým botanikem A. Tensleyem. Tímto pojmem označil jakýkoli soubor organismů, které spolu žijí, stejně jako jejich prostředí. Jeho definice zdůrazňuje přítomnost vzájemné závislosti, vztahů, kauzálních vztahů, které existují mezi abiotickým prostředím a biologickým společenstvím, spojuje je do jakéhosi funkčního celku. Ekosystém je podle biologů soubor různých populací různých druhů, které žijí na společném území, stejně jako neživé prostředí, které je obklopuje.
Biogeocenóza je přirozený útvar s jasnými hranicemi. Skládá se ze souboru biocenóz (živých bytostí), které zaujímají určité místo. Například pro vodní organismy je tímto místem voda, pro ty, kteří žijí na souši, je to atmosféra a půda. Níže budeme uvažovatpříklady biogeocenózy, které vám pomohou pochopit, co to je. Tyto systémy si podrobně popíšeme. Dozvíte se o jejich struktuře, o tom, jaké typy existují a jak se mění.
Biogeocenóza a ekosystém: rozdíly
Pojmy „ekosystém“a „biogeocenóza“jsou do určité míry jednoznačné. Ne vždy se však shodují v objemu. Biogeocenóza a ekosystém spolu souvisí jako méně široký a širší pojem. Ekosystém není spojen s určitou omezenou oblastí zemského povrchu. Tento koncept lze aplikovat na všechny stabilní systémy neživých i živých složek, ve kterých dochází k vnitřnímu i vnějšímu oběhu energie a látek. Ekosystémy například zahrnují kapku vody s mikroorganismy, květináč, akvárium, biofiltr, provzdušňovací nádrž, vesmírnou loď. Ale nelze je nazvat biogeocenózami. Ekosystém může zahrnovat několik biogeocenóz. Pojďme k příkladům. Je možné rozlišit biogeocenózy oceánu a biosféry jako celku, pevniny, pásu, půdně-klimatické oblasti, zóny, provincie, okresu. Ne každý ekosystém lze tedy považovat za biogeocenózu. Přišli jsme na to pohledem na příklady. Ale jakoukoli biogeocenózu lze nazvat ekologickým systémem. Doufáme, že nyní rozumíte specifikům těchto pojmů. „Biogeocenóza“a „ekosystém“se často používají jako synonyma, ale stále je mezi nimi rozdíl.
Funkce biogeocenózy
Mnoho druhů běžně se vyskytujících vněkterý z omezených prostor. Vzniká mezi nimi komplexní a stálý vztah. Jinými slovy, různé druhy organismů, které existují v určitém prostoru, charakterizovaném komplexem speciálních fyzikálně-chemických podmínek, představují komplexní systém, který v přírodě přetrvává více či méně dlouhou dobu. Pro objasnění definice poznamenáváme, že biogeocenóza je společenství organismů různých druhů (historicky založených), které jsou úzce spjaty navzájem a s neživou přírodou, která je obklopuje, výměnou energie a látek. Specifikem biogeocenózy je, že je prostorově omezená a spíše homogenní z hlediska druhové skladby živých bytostí do ní zahrnutých i z hlediska komplexu různých abiotických faktorů. Existence jako ucelený systém zajišťuje neustálý přísun sluneční energie do tohoto komplexu. Hranice biogeocenózy je zpravidla stanovena podél hranice fytocenózy (rostlinného společenstva), která je její nejdůležitější složkou. To jsou jeho hlavní rysy. Role biogeocenózy je skvělá. Na její úrovni probíhají všechny procesy toku energie a cirkulace látek v biosféře.
Tři skupiny biocenózy
Hlavní roli při realizaci interakce mezi jeho různými složkami má biocenóza, tedy živé bytosti. Jsou rozděleny podle svých funkcí do 3 skupin - rozkladači, konzumenti a producenti - a úzce interagují s biotopem (neživou přírodou) i mezi sebou navzájem. Tyto živé bytosti jsou sjednocenypotravinové vazby, které mezi nimi existují.
Producenti jsou skupinou autotrofních živých organismů. Spotřebovávajíce energii slunečního záření a minerálů z biotopu vytvářejí primární organické látky. Tato skupina zahrnuje některé bakterie a také rostliny.
Spotřebitelé jsou heterotrofní organismy, které využívají ve formě potravin hotové organické látky, které jim slouží jako zdroj energie, a také látky, které spotřebitel potřebuje ke svému životu. Můžeme klasifikovat téměř všechna zvířata, parazitické rostliny, predátorské rostliny a také některé (parazitické) bakterie a houby.
Rozkladače rozkládají zbytky mrtvých organismů a také rozkládají organické látky na anorganické, čímž vracejí do biotopu minerální látky „stažené“výrobci. Jsou to například některé druhy jednobuněčných hub a bakterií.
Potravinové vztahy mezi skupinami biocenózy
Potravní vztahy existující mezi těmito třemi složkami biogeocenózy určují koloběh látek a energetické toky v něm. Výrobci zachycují energii Slunce a absorbují minerály a vytvářejí organické látky. Jejich tělo je postaveno z nich. Sluneční energie se tak přeměňuje na energii chemických vazeb. Vzájemné požírání a producenti, konzumenti (býložravé, parazitické a dravé organismy) tím rozkládají organickou hmotu. Používají je, stejně jako v důsledku toho uvolněnou energii, k zajištění své obživy a budování vlastního těla. Rozkladače, živící se mrtvými organismy, rozkládají jejich organickou hmotu. Získávají tak potřebnou energii a materiály a také zajišťují návrat anorganických látek do biotopu. Takže v biogeocenóze se provádí cirkulace látek. Jeho stálost je klíčem k dlouhé existenci ekologického systému, přestože je v něm omezený přísun minerálů.
Dynamická rovnováha systému
Dynamická rovnováha charakterizuje vztah organismů mezi sebou navzájem a s neživou přírodou, která je obklopuje. Například v roce, kdy jsou příznivé povětrnostní podmínky (mnoho slunečných dnů, optimální vlhkost a teplota), rostliny produkují zvýšené množství primární organické hmoty. Takový dostatek potravy vede k tomu, že se začnou masově množit hlodavci. To zase způsobuje nárůst parazitů a predátorů, kteří snižují počet hlodavců. V důsledku to vede ke snížení počtu predátorů, protože někteří z nich umírají na nedostatek potravy. Tím je obnoven původní stav ekosystému.
Typy biogeocenózy
Biogeocenóza může být přirozená a umělá. Druhy jmenovaných zahrnují agrobiocenózy a městské biogeocenózy. Pojďme se na každou z nich podívat blíže.
Přirozená biogeocenóza
Všimněte si, že každá přirozená přirozená biogeocenóza je systém, který se vyvíjel po dlouhou dobu – tisíce a miliony let. Proto jsou všechny jeho prvky navzájem "lapovány". Tohle vede kže odolnost biogeocenózy vůči různým změnám probíhajícím v prostředí je velmi vysoká. „Síla“ekosystémů není neomezená. Hluboké a náhlé změny podmínek existence, snižování počtu druhů organismů (např. v důsledku velkoplošné sklizně komerčních druhů) vedou k tomu, že může být narušena rovnováha a může být zničena. V tomto případě dochází ke změně biogeocenóz.
Agrobiocenózy
Agrobiocenózy jsou zvláštní společenstva organismů, která se vyvíjejí v oblastech využívaných lidmi pro zemědělské účely (výsadba, setí kulturních rostlin). Producenti (rostliny), na rozdíl od biogeocenóz přírodního druhu, jsou zde zastoupeni jedním druhem člověkem pěstované plodiny a také určitým počtem druhů plevelů. Rozmanitost býložravých zvířat (hlodavci, ptáci, hmyz atd.) určuje vegetační kryt. Jedná se o druhy, které se mohou živit rostlinami rostoucími na území agrobiocenóz a také být v podmínkách jejich pěstování. Tyto podmínky určují přítomnost dalších druhů zvířat, rostlin, mikroorganismů a hub.
Agrobiocenóza závisí především na lidské činnosti (hnojení, zpracování půdy, zavlažování, ošetření pesticidy atd.). Stabilita biogeocenózy tohoto druhu je slabá – bez zásahu člověka se velmi rychle zhroutí. To je částečně způsobeno tím, že kulturní rostliny jsou mnohem rozmarnější než ty divoké. Proto nemohou státsoutěž s nimi.
Městské biogeocenózy
Urbánní biogeocenózy jsou zvláště zajímavé. Jedná se o další typ antropogenních ekosystémů. Příkladem jsou parky. Hlavní faktory prostředí, stejně jako v případě agrobiocenóz, jsou v nich antropogenní. Druhové složení rostlin určuje člověk. Sází je, a také se o ně a jejich zpracování stará. Nejvýraznější změny ve vnějším prostředí se projevují právě ve městech - zvýšení teploty (od 2 do 7 ° C), specifické vlastnosti půdy a složení atmosféry, zvláštní režim vlhkosti, osvětlení a působení větru. Všechny tyto faktory tvoří městské biogeocenózy. Toto jsou velmi zajímavé a specifické systémy.
Příklady biogeocenózy jsou četné. Různé systémy se od sebe liší druhovým složením organismů a také vlastnostmi prostředí, ve kterém žijí. Příklady biogeocenózy, kterým se budeme podrobně věnovat, jsou listnatý les a rybník.
Listnatý les jako příklad biogeocenózy
Opadavý les je složitý ekologický systém. Biogeocenóza v našem příkladu zahrnuje druhy rostlin, jako jsou duby, buky, lípy, habry, břízy, javory, jasany, osiky a další stromy, jejichž olistění na podzim opadává. V lese vyniká několik jejich pater: nízké a vysoké dřeviny, mechový porost, trávy, keře. Rostliny obývající horní patra jsou fotofilnější. Lépe odolávají vibracím.vlhkost a teplota než zástupci nižších vrstev. Mechy, trávy a keře jsou odolné vůči stínu. Existují v létě v soumraku, vznikají po rozvinutí listů stromů. Podestýlka leží na povrchu půdy. Vzniká z polorozložených zbytků, větviček keřů a stromů, spadaného listí, mrtvých trav.
Lesní biogeocenózy, včetně listnatých lesů, se vyznačují bohatou faunou. Obývá je mnoho hrabavých hlodavců, predátorů (medvěd, jezevec, liška) a hrabavých hmyzožravců. Na stromech žijí i savci (čipmunk, veverka, rys). Srnčí, losi, jeleni jsou součástí skupiny velkých býložravců. Kanci jsou rozšířeni. Ptáci hnízdí v různých patrech lesa: na kmenech, v keřích, na zemi nebo na vrcholcích stromů a v dutinách. Existuje mnoho hmyzu, který se živí listy (například housenky), stejně jako dřevem (kůrovci). V horních vrstvách půdy, stejně jako v podestýlce, žije kromě hmyzu obrovské množství dalších obratlovců (klíšťata, žížaly, larvy hmyzu), mnoho bakterií a hub.
Rybník jako biogeocenóza
Teď zvažte rybník. Toto je příklad biogeocenózy, ve které je životním prostředím organismů voda. Velké plovoucí nebo kořenící rostliny (plevel, lekníny, rákosí) se usazují v mělké vodě jezírek. Malé plovoucí rostliny jsou rozmístěny po celém vodním sloupci, až do hloubky, kam proniká světlo. Jde především o řasy, kterým se říká fytoplankton. Někdy je jich hodně, v důsledku čehož voda zezelená,„kvete“. Ve fytoplanktonu se nachází mnoho modrozelených, zelených a rozsivek. Pulci, larvy hmyzu, býložravé ryby, korýši se živí rostlinnými zbytky nebo živými rostlinami. Ryby a dravý hmyz jedí malá zvířata. A býložravé a menší dravé ryby loví velcí dravci. V celém jezírku jsou rozšířeny organismy, které rozkládají organickou hmotu (houby, bičíkovci, bakterie). Na dně je jich obzvlášť mnoho, protože se zde hromadí zbytky mrtvých zvířat a rostlin.
Porovnání dvou příkladů
Porovnáním příkladů biogeocenózy vidíme, jak nepodobné jak z hlediska druhové skladby, tak vzhledu rybníků a lesních ekosystémů. To je způsobeno skutečností, že organismy, které je obývají, mají odlišné prostředí. V rybníku je to voda a vzduch, v lese je to půda a vzduch. Funkční skupiny organismů jsou však stejného typu. V lese jsou producenty mechy, byliny, keře, stromy; v jezírku - řasy a plovoucí rostliny. Mezi spotřebitele v lese patří hmyz, ptáci, zvířata a další bezobratlí, kteří obývají podestýlku a půdu. Mezi konzumenty v jezírku patří různí obojživelníci, hmyz, korýši, dravé a býložravé ryby. V lese jsou rozkladače (bakterie a houby) zastoupeny suchozemskými formami a v rybníce - vodními. Podotýkáme také, že jak rybník, tak listnatý les jsou přirozenou biogeocenózou. Výše jsme uvedli příklady umělých.
Proč se biogeocenózy vzájemně nahrazují?
Biogeocenóza nemůže existovat věčně. Ten nevyhnutelně dříve respvyměněno pozdě. Děje se tak v důsledku změn životního prostředí živých organismů, pod vlivem člověka, v procesu evoluce, s měnícími se klimatickými podmínkami.
Příklad změny biogeocenózy
Uvažme jako příklad případ, kdy jsou živé organismy samy příčinou měnících se ekosystémů. Jedná se o osídlení skal s vegetací. Velký význam v prvních fázích tohoto procesu má zvětrávání hornin: částečné rozpouštění minerálů a změna jejich chemických vlastností, destrukce. V počátečních fázích hrají velmi důležitou roli první osadníci: řasy, bakterie, lišejníky, modrozelená. Producenty jsou modrozelené, řasy ve složení lišejníky a volně žijící řasy. Vytvářejí organickou hmotu. Modrozelení odebírají ze vzduchu dusík a obohacují jej o prostředí, které je zatím k bydlení nevhodné. Lišejníky rozpouštějí horninu se sekrety organických kyselin. Přispívají k tomu, že se prvky minerální výživy postupně akumulují. Plísně a bakterie ničí organické látky vytvořené výrobci. Posledně jmenované nejsou plně mineralizované. Postupně se hromadí směs minerálních a organických sloučenin a rostlinné zbytky obohacené dusíkem. Jsou vytvořeny podmínky pro existenci křovinatých lišejníků a mechů. Proces akumulace dusíku a organické hmoty se zrychluje, vytváří se tenká vrstva půdy.
Vytváří se primitivní komunita, která může existovat v tomto nepříznivém prostředí. První osadníci jsou dobře přizpůsobeni drsným podmínkám skal – odolávají amráz, horko a sucho. Postupně mění své stanoviště a vytvářejí podmínky pro tvorbu nových populací. Poté, co se objeví bylinné rostliny (jetel, obiloviny, ostřice, zvonky atd.), zesílí konkurence o živiny, světlo a vodu. V tomto boji jsou průkopničtí osadníci vytlačováni novými druhy. Keře se spokojí s bylinkami. Drží půdu na místě svými kořeny. Lesní společenstva jsou nahrazena travnatými a keřovými společenstvy.
V průběhu dlouhého procesu vývoje a změn biogeocenózy postupně narůstá počet druhů živých organismů v ní zahrnutých. Komunita se stává složitější, její potravní síť se stále více rozvětvuje. Rozmanitost vztahů, které existují mezi organismy, se zvyšuje. Stále více komunity využívá zdroje životního prostředí. Takže se změní na zralou, která je dobře přizpůsobena podmínkám prostředí a má samoregulaci. V něm se populace druhů dobře rozmnožují a nejsou nahrazovány jinými druhy. Popisovaná změna biogeocenóz trvá tisíce let. Existují však změny, které se odehrávají před očima pouhé jedné generace lidí. Jedná se například o zarůstání mělkých nádrží.
Takže jsme mluvili o tom, co je biogeocenóza. Výše uvedené příklady s popisy jej vizuálně reprezentují. Vše, o čem jsme mluvili, je důležité pro pochopení tohoto tématu. Typy biogeocenóz, jejich struktura, rysy, příklady – to vše by se mělo studovat, abychom si o nich udělali úplný obrázek.
