2 лекция (1)

1. Лекция 2: Сообщества и экосистемы

1. Понятие биоценоза,его структура.
Биотические связи в биоценозе
2. Экологическая ниша и правило
Гаузе
3. Понятия экосистема и биогеоценоз.
Трофическая структура экосистем
4. Динамика экосистем

2. Биоценоз (от греч. био – живое, ценоз – сообщество)- (К.Мебиус, 1877)

совокупность всех
взаимосвязанных
растений, животных,
микроорганизмов,
проживающих на
однородном участке
суши или водоема
(например, водоросли,
рыбы, лягушки, жуки,
инфузории и т.д.,
живущие в одном пруду)

3. Структура биоценоза

• Экологическая структура
• Видовая структура
• Пространственная структура

4.

Доминирование – способность вида
занимать в сообществе главенствующее
положение за счет большей биомассы
или продуктивности
Виды - эдификаторы – это виды,
которые своей жизнедеятельностью
создают среду для всего сообщества,
без которых невозможно существование
большинства других видов
в этом биоценозе
(ель в еловом лесу, сосна – в сосновом,
ковыль и типчак в степи)

5. Снижение видового разнообразия - глобальная экологическая проблема

• Богатые сообщества более стабильны,
в них редки вспышки массового
размножения
• Снижение разнообразия естественных
сообществ ведет к снижению их
стабильности

6.

Внутривидовые взаимодействия
Отношения между самками и самцами,
родителями и детенышами
Конкуренция
Территориальность
Установление иерархии («правило клевка»)
Эффект группы – влияние группы на отдельных
особей через органы восприятия (фазовая
изменчивость у саранчовых)
Эффект массы –вызван изменениями в среде
обитания (загрязнение среды, истощение
ресурсов – пищи, воды, кислорода, убежищ и т.д.)

7. МЕЖВИДОВЫЕ БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ

Среди них обычно выделяют:
• Влияние растительных организмов
( фитогенные факторы )
• Влияние животных организмов
( зоогенные факторы )
• Влияние человека
( антропогенные факторы )

8.

У каждого вида в биоценозе есть
своя экологическая ниша
(Дж.Гриннел, 1914),
которая включает:
занимаемое видом
пространство,
потребляемые им ресурсы,
время активности,
требования к абиотическим
условиям и биотические связи

9. Экологическая ниша

Узкая – у видов,
специализированных по питанию,
использованию пространства
Широкая – у видов,
неприхотливых к условиям
жизни

10.

Фундамент
альная
ниша,
которую
организм мог
бы занимать
в отсутствии
конкурентов
и хищников
Реализованная
ниша, которую
популяция смогла
занять в конкретной
экосистеме.

11.

Внутривидовая конкуренция
способствует
расширению экологической ниши, так
как особям приходится осваивать новые
корма и местообитания.
Межвидовая конкуренция
приводит к сужению
экологических ниш
обоих конкурирующих видов,
так как ресурс
приходится делить

12. Закон конкурентного вытеснения = правило Г.Ф. Гаузе (1930)

Два вида, занимающие одну и ту же
экологическую нишу, не могут устойчиво
сосуществовать, и в результате
конкуренции один из видов будет
вытеснен другим, и он либо погибнет,
либо эмигрирует, либо они разделят свою
широкую экологическую нишу на 2 более
узкие

13. Экологическая диверсификация (разделение ниш) возможна:

• В пространстве (лесные и
луговые растения и животные)
• По пище (норка питается
рыбой, хорь – мышевидными
грызунами)
• По времени (ласточка и
летучая мышь)

14. Экосистемы (А. Тенсли, 1935) - основные единицы природы

Экосистемы (А. Тенсли, 1935) основные единицы природы
т.е. любые природные или созданные
человеком сообщества живых
существ вместе со средой
обитания, функционирующие как
единое целое (лес, озеро, поле…)
Главные признаки для экосистемы –
это наличие круговорота веществ и потока
энергии, которые обеспечивают ее
относительную стабильность

15. Биотоп (био – живое, топос – место)

занимаемое биоценозом
пространство и вся неживая
среда (земля, вода, воздух, свет,
тепло…)
экосистема = биоценоз + биотоп

16. Биогеоценоз (В.Н.Сукачев, 1940-64)

исторически сложившаяся
наземная экосистема (участок
леса, луга, степи…,
но не озеро, поле, город…)

17. Трофическая структура экосистем (трофический – связанный с питанием)

(производитель)
(производитель)
(разлагатели) –
бактерии и грибы
(потребители)

18.

Классификация организмов
по способу получения энергии

19.

Автотрофы – организмы,
образующие органическое вещество
своего тела из неорганических веществ
среды за счет процессов хемосинтеза и
фотосинтеза (растения, часть бактерий)
В экосистеме они играют роль
продуцентов.
Продуценты – это организмы,
создающие первичную продукцию
органического вещества в экосистеме
из неорганического

20. Гетеротрофы

– организмы, питающиеся
готовым органическим
веществом других
организмов или продуктов
их жизнедеятельности
(животные, грибы,
большая часть бактерий)

21. Консументы – потребители готового органического вещества других организмов, превращающие его в органические вещества своего

тела
(животные, высшие грибы)

22.

Детрит -мертвая органика
растительного или животного
происхождения (опавшие листья, трупы,
навоз)
Консументы, питающиеся детритом – это
детритофаги (грифы, падальные мухи,
жуки-навозники, дождевые черви, жукидревоточцы). Часть из них называют
сапрофаги (лат. сапрос – гнилой)

23. Редуценты (разлагатели)

заканчивают разложение
органических остатков,
осуществляют их полную
минерализацию и возвращают
в окружающую среду СО2 , воду
и минеральные элементы,
которые снова могут
использоваться продуцентами
(бактерии, низшие грибы)

24.

Пищевая цепь –
последовательность
групп организмов,
где каждый предыдущий
служит пищей
для последующего

25.

(3-5 трофических уровней)
(Начинаются живым растением)
= детритные
(начинаются мертвой органикой)

26. Закон пирамиды энергий Р.Линдемана (правило 10%)

В среднем, при переходе с одного
трофического уровня на другой
общая энергия уменьшается
приблизительно в 10 раз
Следствие:
число трофических уровней
не может быть слишком большим
(на суше 3-4, в океане до 5 - 6 )

27.

Сукцессия (от лат. сукцедо – следовать за
кем-либо) - это процесс развития
экосистемы, явление, при
котором одна экосистема
заменяется со временем другой
Сукцессия – закономерный,
направленный,
предсказуемый процесс

28. Примеры сукцессий:

• Зарастание каменистой осыпи:
Камни → накипные лишайники → мхи → →
травы → кустарники → лес
• Зарастание заброшенного поля (залежь):
Пашня → сорняки → луг → кустарники → →
березняк → ельник

29.

• Пруды и озера
зарастают,
постепенно
заполняясь
отложениями:
озеро → болото →
→ мокрый луг →
→ сухой луг →
→ лес

30. Классификация сукцессий

• По происхождению:
- природные (зарастание скал или озера)
- антропогенные (перевыпас,
зарастание вырубки)
• По начальному состоянию субстрата:
- первичные - на новых, никем не
заселенных участках (на скалах, песках,
отвалах пустой породы)
- вторичные на ранее заселенных местах
(вырубки, гари, залежи)

31.

• Сукцессионные серии или стадии последовательный ряд постепенно и
закономерно сменяющих друг друга
сообществ
• Климаксовая экосистема или
климакс (от греч. – лестница) стабильная экосистема, являющаяся
конечным этапом сукцессии и
находящаяся в равновесии со средой
(состояние гомеостаза)

32.

• Эвтрофикация
(от греч. эутрофия – хорошее питание) -
сукцессия в малопроточных водоемах
(водохранилищах, прудах, озерах,
прибрежных районах моря), куда попадает
много нитратов, фосфатов и
органических веществ с полей и из
канализации городов и ферм, а также
частицы почвы при водной эрозии

33. Выводы:

• Чем больше видовое разнообразие, тем выше
устойчивость биоценоза
• Виды в биоценозе приспособлены друг к другу,
тесно связаны между собой
• Биоценозы развиваются под действием
внешних (абиотических) и внутренних
(биотических) факторов и постепенно сменяют
друг друга
• Основные каналы переноса энергии в
экосистеме – это пищевые цепи
• Экосистемы могут рождаться, развиваться
через ряд стадий (сукцессия) и достигать
стабильного состояния (климакса)