Complexe naturale în care vegetația este pe deplin formată, și care pot exista de la sine, fără intervenția omului, iar dacă o persoană sau altceva le încalcă, acestea vor fi restaurate, de altfel, conform anumitor legi. Astfel de complexe naturale sunt biogeocenoze. Cele mai complexe și importante biogeocenoze naturale sunt cele forestiere. În nici un complex natural, în nici un tip de vegetație, aceste relații sunt exprimate atât de tranșant și de mai multe laturi ca în pădure.
Biogeocenoza este un ansamblu de fenomene naturale omogene (atmosferă, roci, vegetație, fauna sălbatică și lumea microorganismelor, sol și condiții hidrologice) pe o întindere cunoscută a suprafeței terestre, care are o specificitate deosebită a interacțiunilor acestor componente constitutive și un anumit tip de metabolism și energie: între ele și cu alte fenomene naturale și reprezentând o unitate internă contradictorie, care este în continuă mișcare și dezvoltare...”.
Această definiție reflectă toată esența biogeocenozei, trăsăturile și caracteristicile inerente numai acesteia:
Biogeocenoza trebuie să fie omogenă din toate punctele de vedere: materie vie și nevie: vegetație, faună sălbatică, populație de sol, relief, rocă-mamă, proprietăți ale solului, adâncime și regimuri de apă subterană;
Fiecare biogeocenoză se caracterizează prin prezența unui tip special, numai inerent de metabolism și energie,
Toate componentele biogeocenozei sunt caracterizate de unitatea vieții și a mediului ei, adică. caracteristicile și tiparele activității de viață ale biogeocenozei sunt determinate de habitatul său, prin urmare, biogeocenoza este un concept geografic.
În plus, fiecare biogeocenoză specifică ar trebui:
Fii omogen în istoria sa;
Să fie o formație stabilită suficient de lungă;
Diferă în mod clar ca vegetație de biogeocenozele vecine, iar aceste diferențe ar trebui să fie naturale și explicabile din punct de vedere ecologic.
Exemple de biogeocenoze:
Pădurea de stejar Forb la poalele versantului deluvial de expunere sudică pe sol brun-lutos mediu de munte;
Pajiște de cereale într-o scobitură pe soluri lutoase de turbă,
Lunca Forb pe o câmpie inundabilă de râu înalt pe câmpie inundabilă sol argilos mediu soddy-gley,
Zada lichen pe soluri Al-Fe-humus-podzolice,
Pădure amestecată cu frunze late cu vegetație de liane pe versantul nordic pe soluri brune de pădure etc.
Biogeocenoza reprezintă întregul ansamblu de specii și întregul ansamblu de componente de natură neînsuflețită care determină existența unui ecosistem dat, ținând cont de impactul antropic inevitabil.
Domeniul de cunoștințe despre biogeocenoze se numește biogeocenologie. Pentru a controla procesele naturale, trebuie să cunoaștem tiparele la care sunt supuse. Aceste tipare sunt studiate de o serie de științe: meteorologie, climatologie, geologie, științe ale solului, hidrologie, diverse departamente de botanică și zoologie, microbiologie etc. Biogeocenologia, pe de altă parte, generalizează, sintetizează rezultatele științelor enumerate dintr-un un anumit unghi, concentrându-se pe interacțiunile componentelor biogeocenozelor între ele și dezvăluind tipare generale care guvernează aceste interacțiuni.
2. Definiția biogeocenozei
„Biogeocenoza- este o secțiune a suprafeței terestre pe care în strânsă interacțiune se dezvoltă: vegetație omogenă ca compoziție și productivitate, un complex omogen de animale și microorganisme, sol omogen ca compoziție fizică și chimică; se menține o situație gazoasă și climatică omogenă, se stabilește același schimb de materiale și energie între toate componentele biogeocenozei "(V.N. Sukachev).
3.Compoziția componentelor biogeocenozei
Componentele biogeocenozei- corpuri materiale (componente ale biogeocenozei). Ele sunt împărțite în 2 grupe:
1. Viață (biotică, biocenoză)
2. Inert (substanță abiotică, materii prime) - ecotop, biotop.
Acestea includ dioxid de carbon, apă, oxigen etc.
Componentele biotice ale biogeocenozei:
1.Producători
2.Consumatorii
3. Reductori (detritivori, destructori de substante organice).
Producătorii - organisme care produc (sintetizează) substanțe organice din anorganice (plante verzi).
Consumatori- organisme care consumă substanțe organice gata preparate. Consumatorii primari sunt ierbivorele. Consumatorii secundari sunt carnivore.
descompunetori - organisme care descompun materia organică în produșii finali de degradare (bacteriile de descompunere și fermentație).
În biogeocenoza se stabileşte homeostazie ecologică- echilibru dinamic între toate componentele biogeocenozei.
Apare periodic succesiune ecologică- schimbarea regulată a comunităților în biogeocenoză.
Există mai multe clasificări ale biogeocenozelor.
I.1. Teren, apă dulce, 2. Acvatic, Marin
II. După zonă geografică:
1. Pădure, 2. Mlaștină, 3. Stepă, 4. Luncă, 5. Tundra etc.
III. Lobaciov în 1978 a identificat biogeocenoze:
1) Natural 2) Rural (agrocenoze)
3) Cenoze urbane (urbane, industriale)
4. Granițele dintre biogeocenoze.
Configurația și limitele biogeocenozei sunt determinate, potrivit lui Sukachev, de limitele fitocenozei caracteristice acesteia, ca bază autotrofă, fizionomic mai clar decât alte componente care o exprimă în spațiu.
Granițele orizontale dintre biogeocenoze, precum și între comunitățile de plante, după J. Leme (1976), sunt ascuțite, mai ales în condițiile intervenției umane, dar pot fi și vagi, parcă mânjite în cazul întrepătrunderii componentelor biogeocenozelor învecinate. .
B. A Bykov (1970) distinge următoarele tipuri de granițe între comunitățile de plante și, prin urmare, între biogeocenoze
a) limitele ascuțite sunt observate cu o diferență accentuată a condițiilor de mediu în cenozele adiacente sau în prezența unor dominante cu proprietăți puternice de formare a mediului;
b) limitele mozaic, spre deosebire de cele ascuțite, se caracterizează prin includerea fragmentelor lor individuale în zona de tranziție a cenozelor adiacente, formând un fel de complexitate;
c) margini mărginite - când se dezvoltă o margine îngustă a unei cenoze în zona de contact a cenozelor adiacente, care diferă de ambele;
d) limitele difuze între cenoze adiacente se caracterizează printr-o schimbare spațială treptată a compoziției speciilor în zona de contact în timpul tranziției de la una la alta
Limitele verticale ale biogeocenozei, precum și cele orizontale, sunt determinate de amplasarea biomasei vegetale vii a fitocenozei în spațiu - limita superioară este determinată de înălțimea maximă a organelor plantelor supraterane - fototrofe - deasupra. suprafața solului, cea inferioară cu adâncimea maximă de pătrundere a sistemului radicular în sol.
În același timp, în biogeocenozele arbore-arbuști, limitele verticale, așa cum scrie T. A. Rabotnov (1974a), nu se modifică în timpul sezonului de vegetație, în timp ce în biogeocenozele pe bază de plante (lunca, stepă etc.) variază în funcție de anotimp, așa cum se întâmplă. fie o creștere a ierburilor, fie o scădere a acesteia, fie o înstrăinare completă în fânețe și pășuni. doar granițele lor inferioare nu sunt supuse schimbărilor sezoniere.
Ecosistem (de la cuvântul grecesc oikos - locuință, reședință) - orice complex natural (sistem biocos). Este format din organisme vii (biocenoza) si habitatul lor: inert (de exemplu, atmosfera) sau bioinert (sol, rezervor etc.), interconectate prin fluxuri de materie, energie si informatii. Un ciot putrezit cu toți numeroșii săi locuitori (ciuperci, microorganisme, nevertebrate) este un ecosistem la scară mică. Un lac cu organisme acvatice și semiacvatice (inclusiv păsări care se hrănesc cu animale acvatice, vegetație de coastă) este și el un ecosistem, dar la scară mai mare. Cel mai mare ecosistem este întreaga biosferă în ansamblu. Există întotdeauna o intrare și o ieșire de energie într-un ecosistem. Cea mai mare parte a energiei pentru existența ecosistemelor provine din energia Soarelui, captată în primul rând de autotrofe, cea mai mare parte a cărora sunt plante verzi. De-a lungul lanțurilor trofice, această energie și materie sunt incluse în ciclul caracteristic fiecărui ecosistem. Heterotrofele primare și secundare (erbivore și carnivore) folosesc energia acumulată și substanța creată de autotrofe, care apoi reintră în ciclu după descompunerea și mineralizarea sa de către heterotrofe-saprofite (ciuperci, microorganisme). Ieșirea din acest ciclu este în rocile sedimentare (vezi. Ciclul substanțelor în natură). Termenul de „ecosistem” a fost propus în 1935 de botanistul englez A. Tensley. În 1944, biologul sovietic V.N. Sukachev a introdus aproape de el conceptul de „biogeocenoză”. Biogeocenoza, în înțelegerea lui V. N. Sukachev, diferă de ecosistem prin certitudinea volumului său. Un ecosistem poate acoperi un spațiu de orice lungime - de la o picătură de apă din iaz până la biosferă. Biogeocenoza - o anumită zonă a teritoriului prin care nu trece nicio limită biocenotică semnificativă (vezi Biocenoza), hidrologică, climatică, sol sau geochimică. Biogeocenozele sunt cărămizile din care este compusă întreaga biosferă. Pe uscat, limitele biogeocenozei se disting de obicei prin natura acoperirii vegetației: modificările vegetației marchează limitele solului, geochimice și alte limite. Dimensiunile biogeocenozelor sunt diferite - de la câteva sute de metri pătrați la câțiva kilometri pătrați și pe verticală - de la câțiva centimetri (pe stânci) la câteva sute de metri (în păduri). Totalitatea populațiilor de organisme care alcătuiesc un ecosistem (de obicei în cadrul unei biogeocenoze), a căror viață este strâns legată de o singură specie centrală, se numește consorțiu (de la cuvântul latin consorțiu - comunitate). De regulă, o plantă joacă rolul tipului central al consorțiului, care determină întreaga natură a biogeocenozei: în pădurile de molid - molid, în pădurile de pin - pin, în stepa de iarbă de pene - iarba de pene etc. Relația dintre specia centrală și restul din consorțiu pot fi foarte diferite: prin lanțuri trofice ca habitat (lichen pe trunchi de pin), crearea unor condiții microclimatice confortabile (umiditate, umbră sub copac).
17. Ecosisteme și biogeocenoze
Un ecosistem este orice unitate care include toate organismele și întregul complex de factori fizico-chimici și interacționează cu mediul extern. Ecosistemele sunt unitățile naturale de bază de pe suprafața Pământului.
Doctrina ecosistemelor a fost creată de botanistul englez Arthur Tansley (1935).
Ecosistemele se caracterizează prin diferite tipuri de metabolism nu numai între organisme, ci și între componentele lor vii și nevii. Când se studiază ecosistemele, se acordă o atenție deosebită conexiuni functionale între organisme fluxurile de energie Și ciclism .
Granițele spațiale și temporale ale ecosistemelor pot fi distinse destul de arbitrar. Ecosistemul poate fi durabil(de exemplu, biosfera Pământului) și Pe termen scurt(de exemplu, ecosisteme de rezervoare temporare). Ecosistemele pot fi naturalȘi artificial. Din punctul de vedere al termodinamicii, ecosistemele naturale sunt întotdeauna sisteme deschise (fac schimb de materie și energie cu mediul); ecosistemele artificiale pot fi izolate (schimb doar energie cu mediul).
Biogeocenoze. În paralel cu doctrina ecosistemelor, s-a dezvoltat și doctrina biogeocenozelor, creată de Vladimir Nikolaevici Sukaciov (1942).
Biogeocenoza - acesta este un ansamblu de fenomene naturale omogene (atmosfera, vegetație, animale sălbatice și microorganisme, sol, roci și condiții hidrologice) pe o întindere cunoscută a suprafeței terestre, care are propriile interacțiuni specifice ale componentelor constitutive și un anumit tip de schimb de materie. și energie între ele și alte fenomene naturale și reprezentând o unitate interioară contradictorie, care este în continuă mișcare, dezvoltare.
Biogeocenozele se caracterizează prin următoarele caracteristici:
- biogeocenoza este asociată cu o anumită zonă a suprafeței pământului; spre deosebire de un ecosistem, limitele spațiale ale biogeocenozelor nu pot fi trasate în mod arbitrar;
- biogeocenozele există de mult timp;
- biogeocenoza este un sistem bio-inert, care este o unitate de natură animată și neînsuflețită;
- biogeocenoza este o celulă biocorologică elementară a biosferei (adică o unitate biologico-spațială a biosferei);
- biogeocenoza este o arenă de transformări evolutive primare (adică evoluția populațiilor are loc în condiții naturale-istorice specifice, în biogeocenoze specifice).
Astfel, ca un ecosistem, o biogeocenoză este o unitate a unei biocenoze și a habitatului său neînsuflețit; în timp ce baza biogeocenozei este biocenoza. Conceptele de ecosistem și biogeocenoză sunt similare în exterior, dar, în realitate, sunt diferite. Cu alte cuvinte, orice biogeocenoză este un ecosistem, dar nu orice ecosistem este o biogeocenoză.
Structura ecosistemului
Menținerea activității vitale a organismelor și a circulației substanțelor în ecosistem este posibilă doar datorită afluxului constant de energie extrem de organizată. Principala sursă primară de energie de pe Pământ este energia solară.
Ecosistemele sunt în mod constant flux de energie care se schimbă de la o formă la alta.
Organismele fotosintetice transformă energia luminii solare în energia legăturilor chimice ale substanțelor organice. Aceste organisme sunt producători, sau producători materie organică. În cele mai multe cazuri, funcțiile producătorilor în ecosisteme sunt îndeplinite de plante.
Organismele moarte și deșeurile sub orice formă sunt consumate de organisme care descompun materia organică moartă în substanțe anorganice - descompunetori , sau distrugători. Reductorii includ diverse animale (de obicei nevertebrate), ciuperci, procariote:
– necrofage- mâncătorii de cadavre;
– coprofagi(coprofili, coprotrofi) - se hrănesc cu excremente;
– saprofage(saprofite, saprofile, saprotrofe) - se hrănesc cu materie organică moartă (frunze căzute, piei în naparlire); saprofagele includ:
– xilofagi(xilofile, xilotrofe) - se hrănesc cu lemn;
– keratinofagii(keratinofile, keratinotrofe) - se hrănesc cu substanța cornoasă;
– detritivore- se hrănesc cu materie organică semidescompusă;
– mineralizatori finali- descompune complet materia organică.
Producătorii și descompozitorii oferă ciclul materieiîntr-un ecosistem: formele oxidate de carbon și minerale sunt transformate în altele reduse și invers; transformarea substanțelor anorganice în substanțe organice și a substanțelor organice în substanțe anorganice.
lanturile alimentare
Odată cu transferul succesiv de energie de la un organism la altul, lanțuri alimentare (trofice). .
Lanțurile trofice care încep cu producători sunt numite lanțuri de pășune , sau lanțuri de mâncare . Verigile individuale dintr-un lanț alimentar sunt numite niveluri trofice . În lanțurile de pășuni se disting următoarele niveluri:
Nivelul 1 - producători(plante);
Nivelul 2 - consumatorii de ordinul întâi(fitofagi);
Nivelul 3 - consumatori de ordinul doi(zoofage);
Nivelul 4 - consumatori de ordinul trei(prădători);
Organismele moarte și deșeurile de la fiecare nivel sunt distruse de descompozitori. Lanțurile trofice care încep cu descompunetori sunt numite lanțuri detritice . Lanțurile detritice stau la baza existenței ecosistemelor dependente în care materia organică produsă de producători nu este suficientă pentru a furniza energie consumatorilor (de exemplu, ecosisteme de adâncime, ecosisteme de peșteri, ecosisteme de sol). În acest caz, existența ecosistemului este posibilă datorită energiei conținute în materia organică moartă.
Materia organică găsită la fiecare nivel trofic poate fi consumată de diferite organisme și în moduri diferite. Același organism poate aparține unor niveluri trofice diferite. Astfel, în ecosistemele reale, lanțurile trofice se transformă în rețele trofice .
Mai jos este un fragment al unei rețele trofice forestiere mixte.
Productivitatea nivelurilor trofice
Cantitatea de energie care trece prin nivelul trofic pe unitatea de suprafață pe unitatea de timp se numește productivitatea nivelului trofic.. Productivitatea se măsoară în kcal/ha·an sau în alte unități (în tone de substanță uscată la 1 ha pe an; în miligrame de carbon pe 1 metru pătrat sau 1 metru cub pe zi etc.).
Energia livrată la nivelul trofic se numește productivitatea primară brută(pentru producători) sau dietă(pentru consumatori). O parte din această energie este cheltuită pentru menținerea proceselor de viață (costuri metabolice sau costurile de respirație), parte - pe generare de deșeuri(așternut de plante, excremente, piei de năpârlire și alte deșeuri de la animale), parțial creșterea biomasei. O parte din energia cheltuită pentru creșterea biomasei poate fi consumată de consumatorii de următorul nivel trofic.
Bilanțul energetic al nivelului trofic poate fi scris sub următoarele ecuații:
(1) productivitatea primară brută = respirație + așternut + creșterea biomasei
(2) dieta = respiratie + produse reziduale + cresterea biomasei
Prima ecuație se aplică producătorilor, a doua - consumatorilor și descompunetorilor.
Se numește diferența dintre productivitatea primară brută (rația) și costul respirației productivitatea primară netă nivel trofic. Energia care poate fi consumată de consumatorii următorului nivel trofic se numește productivitatea secundară considerat nivel trofic.
În timpul tranziției energiei de la un nivel la altul, o parte din ea se pierde iremediabil: sub formă de radiații termice (costuri de respirație), sub formă de deșeuri. Prin urmare, cantitatea de energie extrem de organizată scade constant în timpul tranziției de la un nivel trofic la altul. În medie, acest nivel trofic primește ≈ 10% din energia primită de nivelul trofic anterior; acest model se numește regula zece la sută sau regula piramidei ecologice . Prin urmare, numărul de niveluri trofice este întotdeauna limitat (4-5 legături), de exemplu, deja doar 1/1000 din energia primită la primul nivel intră în al patrulea nivel.
Dinamica ecosistemelor
În ecosistemele în curs de dezvoltare, doar o parte din creșterea biomasei este cheltuită pentru formarea de produse secundare; în ecosistem are loc o acumulare de materie organică. Astfel de ecosisteme lasă loc în mod natural altor tipuri de ecosisteme. Schimbarea regulată a ecosistemelor într-o anumită zonă se numește serie . Exemplu de succesiune: lac → lac acoperit de vegetație → mlaștină → turbără → pădure.
Există următoarele forme de succesiune:
– primar - iau naștere în zone anterior nelocuite (de exemplu, pe nisipuri neîngrozite, roci); biocenozele care se formează inițial în astfel de condiții se numesc comunități de pionier;
– secundar - apar în habitate perturbate (de exemplu, după incendii, în poieni);
– reversibil - este posibilă o întoarcere la un ecosistem preexistent (de exemplu, pădure de mesteacăn → pădure arsă → pădure de mesteacăn → pădure de molid);
– ireversibil - o întoarcere la un ecosistem existent anterior este imposibilă (de exemplu, distrugerea ecosistemelor relicte; ecosistem relict- acesta este un ecosistem care a fost conservat din perioadele geologice trecute);
– antropogen - apărute sub influența activității umane.
Acumularea de materie organică și energie la nivel trofic duce la creșterea stabilității ecosistemului. În cursul succesiunii în anumite condiții pedoclimatice, finalul comunități culminant . În comunitățile climax, întreaga creștere a biomasei la nivel trofic este cheltuită pentru formarea de produse secundare. Astfel de ecosisteme pot exista la infinit.
ÎN degradant (dependent)ecosistemelor bilantul energetic este negativ – energia primita de nivelurile trofice inferioare nu este suficienta pentru functionarea nivelurilor trofice superioare. Astfel de ecosisteme sunt instabile și pot exista doar cu costuri suplimentare de energie (de exemplu, ecosisteme de așezări și peisaje antropice). De regulă, în ecosistemele degradate, numărul de niveluri trofice este redus la minimum, ceea ce crește și mai mult instabilitatea acestora.
Ecosisteme antropogenice
Principalele tipuri de ecosisteme antropice includ agrobiocenozele și ecosistemele industriale.
Agrobiocenozele sunt ecosisteme create de om pentru a obține produse agricole.
Ca urmare a rotațiilor culturilor în agrobiocenoze, are loc de obicei o modificare a compoziției speciilor a plantelor. Prin urmare, atunci când descriem agrobiocenoza, caracteristicile acesteia sunt date de câțiva ani.
Caracteristicile agrobiocenozelor:
– compoziția speciilor epuizate a producătorilor (monocultură);
- eliminarea sistematică a elementelor minerale de nutriție odată cu recoltarea și necesitatea aplicării îngrășămintelor;
– condiții favorabile pentru reproducerea dăunătorilor datorită monoculturii și necesității utilizării produselor fitosanitare;
- necesitatea distrugerii buruienilor - concurenți ai plantelor cultivate;
– reducerea numărului de niveluri trofice din cauza epuizării diversității speciilor; simplificarea lanțurilor de aprovizionare (rețele);
- imposibilitatea de auto-reproducere si autoreglare.
Pentru a menține stabilitatea agrobiocenozelor, sunt necesare costuri suplimentare de energie. De exemplu, în țările dezvoltate economic, este nevoie de 5-7 calorii de energie din combustibili fosili pentru a produce o calorie de hrană.
Ecosistemele industriale sunt ecosisteme care se formează pe teritoriul întreprinderilor industriale . Ecosistemele industriale se caracterizează prin următoarele caracteristici:
– nivel ridicat de poluare (poluare fizică, chimică și biologică);
– dependență ridicată de sursele externe de energie;
– epuizarea excepțională a diversității speciilor;
– impact negativ asupra ecosistemelor adiacente.
Cunoștințele ecologice sunt folosite pentru a controla starea ecosistemelor antropice.
În prima etapă de lucru, este necesar un inventar (certificare) cuprinzător al ecosistemelor antropice. Trebuie analizate datele obținute, pentru a identifica starea ecosistemului, gradul de stabilitate a acestuia. Într-un număr de cazuri, este necesar să se efectueze experimente menite să dezvăluie acțiunea unui complex de factori.
În etapa următoare, se construiesc modele complexe care explică starea actuală a ecosistemului și servesc la prezicerea schimbărilor. Sunt dezvoltate și implementate recomandări pentru a îmbunătăți sustenabilitatea ecosistemelor. Managementul activității umane este în mod constant ajustat.
În etapa finală a lucrării, este planificat și implementat un sistem de monitorizare a stării ecosistemului - monitorizarea mediului(din engleza. monitor- intimidant). La efectuarea monitorizării mediului se folosesc metode de măsurare fizică și chimică, precum și metode de biotestare și bioindicare.
Biotestare este controlul asupra stării mediului cu ajutorul unor produse special create obiecte-test. Culturile de celule, țesuturile, organisme întregi pot servi drept obiecte de testare. De exemplu, a fost crescută o varietate specială de tutun, pe frunzele cărora, cu un conținut crescut de ozon, se formează pete necrotice.
Bioindicație este controlul stării mediului cu ajutorul organismelor care trăiesc în el. În acest caz, compoziția de specii a fitoplanctonului și spectrul de tipuri morfologice de licheni sunt utilizate ca obiecte de testare. De exemplu, compoziția de specii a plantelor erbacee poate servi ca un indiciu al eroziunii solului. Pe solurile neafectate de eroziune sau ușor spălate cresc soluri: brom fără baltă, trifoi roșu. Pe solurile spălate cresc: șoimul păros, piciorușul.
Pentru a detecta metalele grele, se utilizează o analiză fizico-chimică a țesuturilor organismelor care acumulează selectiv diferite metale. De exemplu, pătlagina acumulează selectiv plumb și cadmiu, în timp ce varza acumulează selectiv mercur.
20. ecologia ca bază științifică pentru managementul rațional al naturii și protecția naturii ECOLOGIE(din grecescul „oikos” - casă, locuință, reședință și ... ologie), - știința relației organismelor vii și a comunităților pe care le formează între ele și cu mediul. Termenul de „ecologie” a fost propus în 1866 de E. Haeckel. Obiectele ecologiei pot fi populații de organisme, specii, comunități, ecosisteme și biosfera în ansamblu. De la mijlocul secolului XX. datorita cresterii impactul negativ uman asupra naturii ecologia a căpătat o semnificație specială ca bază științifică pentru utilizarea rațională a resurselor naturale și protecția organismelor vii, iar termenul „ecologie” în sine are un sens mai larg. Subiectul cercetării în ecologie îl reprezintă macrosistemele biologice (populații, biocenoze, ecosisteme) și dinamica lor în timp și spațiu. Din conținutul și subiectul cercetării ecologie urmează și principalele sale sarcini, care se pot reduce la studiul dinamicii populațiilor, la studiul biogeocenozelor și sistemelor acestora. Structura biocenozelor, la nivelul de formare al cărora are loc dezvoltarea mediului, contribuie la utilizarea cât mai economică și completă a resurselor vitale. Prin urmare, principala sarcină teoretică și practică a ecologiei este să dezvăluie legile acestor procese și să învețe cum să le gestionezi în condițiile inevitabilei industrializări și urbanizări a planetei. Dar, potrivit lui L. K. Yakhontova și V.P. Zvereva, „... acest aspect al ecologiei nu poate fi limitat, întrucât conceptul de habitat presupune un sistem natural și tehnic complex, nu numai biologic, dar nu mai puțin și geologico-mineral și tehnologic-mineral, asociat cu rezultatele activităților tehnologice ale societății. Protecția mediului de consecințele activității umane este de o importanță capitală, iar studiul formării mineralelor tehnologice are o importanță deosebită în rezolvarea problemelor de protecție a mediului în teritoriile complexelor miniere și industriale.Tehnogenic mineralizarea este un indicator incontestabil al multor procese care dăunează nu numai mediului (concentrație crescută de substanțe toxice în ape, salinitatea solurilor, prezența soluțiilor mineralizate în clădiri și structuri, coroziunea intensă a metalelor etc.), ci și sănătatea oamenilor care trăiesc în zonele de minereu „(Yakhontova LK, Zvereva VP, 2000). Din anii 70. Secolului 20 se formează ecologia umană, sau ecologia socială, care studiază modelele de interacțiune dintre societate și mediu, precum și problemele practice ale protecției acestuia; include diverse aspecte filozofice, sociologice, economice, geografice, geologice și de altă natură (de exemplu, ecologie urbană, ecologie tehnică, etica mediului, ecologia explorării geologice și mineritului etc.). În acest sens, se vorbește despre „ecologizarea” științei moderne. Direcția ecologică a început să se dezvolte în profunzime în geologie (geologia mediului).
Principala sarcină teoretică și practică a ecologiei este de a dezvălui modelele generale de organizare a vieții și, pe această bază, de a dezvolta principii pentru utilizarea rațională a resurselor naturale în fața influenței umane din ce în ce mai mari asupra biosferei. Situația ecologică din lumea modernă devine din ce în ce mai departe de a fi prosperă, ceea ce este asociat cu setea exorbitantă de consum a unei persoane „civilizate”. Interacțiunea dintre societatea umană și Natura a devenit una dintre cele mai importante probleme ale timpului nostru, întrucât situația care se dezvoltă în relația dintre om și natură devine adesea critică: apă dulce și minerale (petrol, gaze, metale neferoase etc. .) sunt epuizate, starea solurilor se deteriorează, bazinele de apă și aer, deșertificarea unor teritorii vaste are loc, lupta împotriva bolilor și dăunătorilor culturilor agricole devine din ce în ce mai complicată. Schimbările antropice au afectat aproape toate ecosistemele planetei, compoziția de gaze a atmosferei și echilibrul energetic al Pământului. Aceasta înseamnă că activitatea umană a intrat în conflict cu Natura, drept urmare echilibrul său dinamic a fost perturbat în multe părți ale lumii. Pentru a rezolva aceste probleme globale și, mai ales, problema intensificării și utilizării raționale, conservării și reproducerii resurselor biosferei, ecologia îmbină eforturile biologilor și microbiologilor, geologilor și geografilor într-o căutare științifică, dă doctrină evoluționistă, genetică. , biochimia și geochimia adevărata lor universalitate. Gama de probleme de mediu include, de asemenea, probleme de educație și iluminare ecologică, probleme morale, etice, filozofice și chiar juridice. În consecință, ecologia devine dintr-o știință inițial biologică - o știință complexă și socială. Situația ecologică din lumea modernă devine din ce în ce mai departe de a fi prosperă, ceea ce este asociat cu setea exorbitantă de consum a unei persoane „civilizate”. Problemele de mediu generate de dezvoltarea socială modernă au dat naștere la o serie de mișcări socio-politice („Verzi”, „Greenpeace”, „Rețeaua ecologică paneuropeană” și multe altele), care se opun poluării mediului și pentru conservarea sau refacerea unor resurse viabile. ecosisteme naturale. Pentru lupta împotriva consecințelor negative ale „progresului” științific și tehnologic, care în totalitatea lor au devenit una dintre principalele amenințări globale la adresa umanității și a vieții de pe Pământ.
Structura biogeocenozei. Biogeocenoza(din greaca. bio- o viata, geo- Pământ, cenoza- comunitate) - cea mai mică unitate structurală a biosferei, care este un sistem natural (separat) limitat spațial omogen intern de organisme vii interconectate și mediul lor. abiotic mediu (neviu, inert). Acest termen a fost introdus în 1942 de celebrul om de știință rus (sovietic) - biologul V.N. Sukaciov (1880 - 1967). Biogeocenoza constă din două componente complexe de natură diferită: biocenoza și biotopul.
Termen biocenoza a fost introdus de biologul german K. Möbius (1877) și înseamnă totalitatea organismelor vii (animale, plante, microorganisme) care există într-o zonă de habitat relativ omogenă din punct de vedere al condițiilor de viață. Biocenoza este un set complex format dintr-un număr de componente ale vieții sălbatice care determină reciproc existența reciprocă:
1) fitocenoza– comunități de organisme vegetale;
2) zoocenoza– un biocomplex de organisme animale (nevertebrate și vertebrate) care trăiesc în sol și în mediul suprateran;
3) microbiocenoza(sau microbiocenoza) - comunități de microorganisme (bacterii, ciuperci etc.) care trăiesc în sol, în medii de aer și apă.
biotop(sau ecotop) este un spațiu ocupat de o biocenoză relativ omogenă ca proprietăți geomorfologice, climatice, geochimice și alte proprietăți abiotice. Un biotop este o combinație de două componente care interacționează ale naturii neînsuflețite:
1) o atmosferă care conține umiditate atmosferică și gaze biogene (oxigen și dioxid de carbon) și caracterizată prin proprietăți precum temperatura, umiditatea, presiunea, radiația solară, precipitațiile etc.;
2) acoperirea solului cu straturi de subsol de rocă continentală și sol și apă subterană.
Caracteristicile generale ale biogeocenozei. Toate componentele enumerate ale oricărei biogeocenoze sunt strâns legate între ele prin unitatea și omogenitatea teritoriului, circulația elementelor chimice biogene, schimbările sezoniere ale condițiilor climatice, abundența și potrivirea reciprocă a diverselor populații de specii de organisme autotrofe și heterotrofe. . În consecință, o biogeocenoză este un ansamblu de diferite tipuri de organisme vii (biocenoză) care coexistă într-un spațiu limitat și omogen în ceea ce privește proprietățile sale abiotice ale unui sit al teritoriului (biotop) și care interacționează atât între ele, cât și cu biotopul. Se poate vorbi despre biogeocenoza unei plantații de mesteacăn, pajiște etc., dar nu se poate numi o comunitate de bacterii într-o picătură de rouă pe un fir de iarbă biogeocenoză.Fiecare biogeocenoză naturală este un sistem complex de autoreglare care s-a format ca un rezultat al multor mii și milioane de ani de evoluție și are capacitatea de a transforma materia și energia conform structurii și dinamicii sale. Prin auto-organizare, un astfel de sistem este capabil să reziste atât la schimbările de mediu, cât și la schimbările bruște ale numărului anumitor organisme care alcătuiesc biocenoza. Baza biogeocenozei sunt plantele verzi, care, după cum știți, sunt producători de materie organică. Întrucât organismele erbivore (animale, microorganisme) care consumă materie organică sunt în mod necesar prezente în biogeocenoză, nu este greu de ghicit de ce plantele sunt veriga principală în biogeocenoză: este clar că dacă plantele, principala sursă de materie organică, dispar. , atunci viața în biogeocenoză va înceta practic.
Ciclul substanțelor în biogeocenoză. Circulația substanțelor este una dintre condițiile necesare existenței vieții. A apărut în procesul de formare a vieții pe Pământ și a devenit mai complicată în cursul evoluției naturii vii. Fără circulația substanțelor în orice biogeocenoză, toate stocurile de compuși anorganici s-ar epuiza foarte curând, deoarece aceștia ar înceta să se mai reînnoiască în timpul vieții organismelor.
Pentru ca circulația substanțelor într-o biogeocenoză să fie posibilă, este necesar să existe în ea două tipuri de organisme: 1) crearea de substanțe organice din cele anorganice, 2) utilizarea acestor substanțe organice pentru a le asigura activitatea vitală și întoarcerea lor din nou. în compuși anorganici. Ca urmare a respirației, descompunerii cadavrelor de animale și a reziduurilor vegetale, substanțele organice sunt transformate în compuși anorganici, care sunt returnați înapoi în mediul natural și pot fi din nou utilizați de plante în procesul de fotosinteză. În consecință, plantele care folosesc și stochează energia solară convertită joacă un rol cardinal în circulația substanțelor în biogeocenoză.
Astfel, în biogeocenoză, ca urmare a activității vitale a organismelor, are loc un flux continuu de atomi de la natura neînsuflețită la natura vie și invers, închizându-se într-un ciclu. Sursa de energie necesară pentru a crea circulația substanțelor în biogeocenoză este Soarele. Mișcarea materiei cauzată de activitatea organismelor are loc ciclic, poate fi folosită în mod repetat, în timp ce fluxul de energie în acest proces este unidirecțional. Prin urmare, este ilegal să se identifice circulația materiei în biogeocenoză cu circulația energiei.
Biogeocenoza este un concept care combină trei baze: „bios” (viață), „geo” (pământ) și „koinos” (general). Pe baza acestui fapt, cuvântul „biogeocenoză” înseamnă un sistem specific în curs de dezvoltare în care organismele vii și obiectele de natură neînsuflețită interacționează în mod constant. Ele sunt verigi în același lanț trofic și sunt unite prin aceleași fluxuri de energie. Aceasta se referă, în primul rând, la locul contactului dintre natura animată și cea neînsuflețită. Pentru prima dată, V.N. Sukaciov, celebru om de știință și gânditor sovietic. În 1940, el a descifrat acest concept într-unul dintre articolele sale, iar acest termen a început să fie utilizat pe scară largă în știința casnică.
Biogeocenoză și ecosistem
Conceptul de „biogeocenoză” este un termen folosit doar de oamenii de știință ruși și colegii lor din țările CSI. În Occident, există un analog al termenului, al cărui autor este botanistul englez A. Tensley. El a introdus cuvântul „ecosistem” în circulația științifică în 1935, iar la începutul anilor 1940 acesta a devenit deja general acceptat și discutat. În același timp, conceptul de „ecosistem” are un sens mai larg decât „biogeocenoză”. Într-o oarecare măsură, putem spune că biogeocenoza este o clasă a unui ecosistem. Deci, ce este un ecosistem? Aceasta este o combinație de toate tipurile de organisme și habitatul lor într-un singur sistem care este în echilibru și armonie, trăiește și se dezvoltă conform propriilor legi și principii. În același timp, ecosistemul, spre deosebire de biogeocenoză, nu se limitează la o bucată de pământ. Prin urmare, biogeocenoza face parte din ecosistem, dar nu invers. Un ecosistem poate conține mai multe tipuri de biogeocenoză simultan. Să spunem că ecosistemul centurii include biogeocenoza continentului și biogeocenoza oceanului.
Structura biogeocenozei
Structura biogeocenozei este un concept foarte larg, care este lipsit de anumiți indicatori. Acest lucru se datorează faptului că se bazează pe o varietate de organisme, populații, obiecte ale lumii înconjurătoare, care pot fi împărțite în componente biotice (organisme vii) și abiotice (mediu).
Partea abiotică constă, de asemenea, din mai multe grupuri:
- compuși și substanțe anorganice (oxigen, hidrogen, azot, apă, hidrogen sulfurat, dioxid de carbon);
- compuși organici care servesc ca hrană pentru organismele din grupul biotic;
- climatul și microclimatul, care determină condițiile de viață pentru toate sistemele care se află în el.
Biogeocenoza (ecosistemul) este cel mai important element al biosferei, principalul element funcțional. Un ecosistem include toate organismele care trăiesc într-o anumită zonă. Interacțiunea comunității biotice cu mediul formează structuri biotice, circulația materiei între părțile vii și cele nevii ale ecosistemului. Conceptul de biogeocenoză a apărut în anii 30 ai secolului XX. Geobotanistul englez Tansley a definit biogeocenoza ca o formațiune integrală în biosferă, în care organismele și factorii anorganici acționează ca componente într-o stare relativ stabilă.[ ...]
BIOGEOCENOZA - un sistem ecologic omogen (un teren de pădure, luncă, stepă). O zonă omogenă a agroecosistemului se numește agrobiogeocenoză.[ ...]
Biogeocenozele globului formează o acoperire biogeocenotică, care este studiată de biogeocenologie. Această știință a fost fondată de remarcabilul om de știință rus V. N. Sukachev. Totalitatea tuturor biogeocenozelor planetei noastre creează un ecosistem gigant - biosfera. Biogeocenozele se pot forma pe orice parte a suprafeței pământului - pe uscat și pe apă. Sunt de stepă, mlaștină, luncă etc. Hibrobiocenozele sunt de mare importanță în funcționarea biosferei. Zonele de pe suprafața pământului acoperite cu plante cultivate se numesc agrofitocenoze.[ ...]
Biogeocenozele sunt extrem de diverse și saturate cu organisme vii în diferite grade. În consecință, rata ciclului biotic și, în consecință, productivitatea acestuia diferă semnificativ. În ecosistemele acvatice, ciclul este mai rapid decât în cele terestre; în zonele tropicale, viteza și productivitatea acestuia sunt mai mari decât în Arctica.[ ...]
BIOGEOCENOZA - include biocenoza si biotopul (ecotop). Biocenoza este o colecție de plante, animale, microorganisme care locuiesc într-un anumit biotop.[ ...]
Biogeocenozele terestre și acvatice (toate continentele, mările și oceanele) formează biosfera, care este un sistem ecologic general terestru (global). Biosfera este studiată de ecologia globală.[ ...]
Biogeocenoza este un sistem natural complex, un ansamblu de condiții naturale omogene (atmosferă, roci, sol și condiții hidrologice, vegetație, faună sălbatică și lumea microorganismelor), care are specificul său propriu al interacțiunii componentelor sale și un anumit tip de schimb. de materie și energie.[ ...]
Biogeocenoza este alcătuită din patru categorii de termeni care interacționează: producători, consumatori, descompunetori și corpuri neînsuflețite.[ ...]
Fiecare biogeocenoză este caracterizată de diversitatea speciilor, mărimea populației și densitatea fiecărei specii, biomasă și productivitate. Numărul este determinat de efectivul de animale sau de numărul de plante dintr-un anumit teritoriu (bazin hidrografic, zonă de mare etc.). Aceasta este o măsură a abundenței unei populații. Densitatea este caracterizată de numărul de indivizi pe unitatea de suprafață. De exemplu, 800 de arbori la 1.ha de pădure sau numărul de oameni la 1 km2. Productivitatea primară este creșterea biomasei vegetale pe unitatea de timp pe unitatea de suprafață. Productivitatea secundară este biomasa formată din organisme heterotrofe pe unitatea de timp pe unitatea de suprafață. Biomasa este ansamblul total de organisme vegetale și animale prezente în biogeocenoză în momentul observării.[ ...]
Fiecare biogeocenoză, când se schimbă condițiile climatice sau de altă natură (incendiu de pădure, activitatea economică umană etc.), își poate schimba în mod natural comunitățile, adică în locul ei se dezvoltă o biogeocenoză mai adaptată noilor condiții. Modificarea biogeocenozelor se numește succesiune, adică o succesiune dirijată și continuă a apariției și dispariției populațiilor de diferite specii într-un biotop dat, care are loc în direcția de la mai puțin rezistent la mai rezistent.[ ...]
EVOLUȚIA BIOGEOCOENOZEI (ecosistem) - procesul de modificări continue, simultane și interdependente ale speciilor și relațiile lor, introducerea de noi specii în ecosistem și pierderea unor specii care au fost incluse anterior în acesta, impactul cumulativ al ecosistemului asupra substratul și alte componente ecologice abiotice și influența inversă a acestor componente asupra componentelor vii ale ecosistemului. În cursul evoluției, biogeocenozele se adaptează la schimbările din ecosfera planetei și la caracteristicile regionale emergente ale părților sale (schimbări în zonarea geografică etc.).[ ...]
Succesiunea biogeocenozei este de fapt succesiunea lanțurilor trofice și a nișelor ecologice fundamentale, adică regimurile și compoziția factorilor legați. Prin urmare, exemplele de mai sus sunt simplificate. În condiții reale, totul este mult mai complicat și atunci când gestionați biogeocenoze, această legătură de factori ar trebui să fie luată în considerare. Un exemplu caracteristic al neglijării doctrinei unei nișe ecologice fundamentale este folosirea arboricidelor în păduri, efectuată pe scară largă pentru a elimina lemnele de esență tare „buruieni” care „concurează” cu coniferele valoroase pentru alimentația ușoară și minerală. Acum, utilizarea arboricidelor în păduri la scară masivă a fost întreruptă. Cu toate acestea, într-o serie de cazuri, după distrugerea lemnelor de esență tare, pinul și molidul nu numai că nu cresc, dar chiar și acei copaci care erau înainte de prelucrare mor din cauza dăunătorilor și a bolilor (noi factori limitatori). Motivul este clar: alimentația ușoară și minerală sunt doar câțiva dintre nenumărații factori de mediu care formează o nișă fundamentală. Clarificarea se dovedește a fi favorabilă pentru multe insecte; dispariția copacului de foioase contribuie la răspândirea nestingherită a infecțiilor fungice în rândul coniferelor rămase. Curgerea materiei organice în sol se oprește și, în plus, solul este neprotejat de coperta lemnului de esență tare de eroziunea apei, iar orizontul său încă slab de humus este spălat.[ ...]
Capacitatea biogeocenozelor după diferite distrugeri de a asigura un anumit curs de succesiuni de restaurare și cursul de creștere a arboretelor forestiere cu parametri țintă se numește stabilitatea traiectoriei ecosistemului, iar stabilitatea arboretelor forestiere în sensul larg al cuvântului este capacitatea de a asigura o producție netă primară ridicată la orice vârstă, în ciuda modificărilor adverse aleatorii ale factorilor de mediu.[ ...]
Fauna biogeocenozelor este diversă. Se compune din protozoare, bureți, celenterate, viermi, artropode, păsări, mamifere etc. Animalele locuiesc în partea terestră a BGC terestre, sol și ecosistemele acvatice.[ ...]
Stabilitatea biogeocenozei într-o gamă largă de condiții externe, adică o modificare a poluării mediului în limitele posibile nu ar trebui să conducă la distrugerea ecosistemului. În prezent, un număr mare de ecosisteme nu sunt stabile din cauza impacturilor antropice transcendente, în care se pot observa doar două trăsături pozitive condiționat: ne-au oferit oportunitatea de a crește bogăția materială și au dat viață și unui „boom ecologic”.[ ...]
Este recomandabil să se evalueze modificarea biogeocenozelor forestiere în legătură cu tăierea de către arbori, productivitatea biologică, ecologică și complexă a pădurii (conform I.S. Melekhov).[ ...]
Eterogenitatea internă a biogeocenozei este asociată cu caracteristicile mezo- și microreliefului, care afectează structura solului, dinamica umidității, temperaturii și iluminării. Prin urmare, plantele din biogeocenoza (sau synusia) pot crește în grupuri și, în același timp, pot alterna cu poieni mai mult sau mai puțin deschise (de exemplu, datorită „ferestrelor” din coronamentul copacilor înalți). În astfel de cazuri, se vorbește despre parcelarea biogeocenozei (din francezul parcele - celulă).[ ...]
În mediul artificial al unei biogeocenoze de fermă se formează o biocenoză diferită de cea indigenă, naturală. Componenta principală a biocenozei este populația de mamifere agricole și păsări. Ca edificatori dominanti, animalele de fermă determină în mare măsură microclimatul (zooclimatul) în clădirea animalelor și, astfel, afectează indirect formarea și dezvoltarea biocenozei fermei. Flora biocenozei este compusă în principal din diferite tipuri de microfloră, uneori patogenă (patogenă) pentru animale („microfloră shed”). Fauna comunității poate fi reprezentată de diferite tipuri de animale. Unii dintre ei sunt agenți patogeni (de exemplu, helminți patogeni) și purtători de boli contagioase ale animalelor de fermă (de exemplu, porumbei, șoareci, șobolani).[ ...]
Ecologiștii folosesc și termenul de „biogeocenoză”, propus de botanistul sovietic V. N. Sukachev. Acest termen se referă la totalitatea plantelor, animalelor, microorganismelor, solului și atmosferei pe o suprafață de teren omogenă. Biogeocenoza este sinonimă cu ecosistem.[ ...]
Termenii „sistem ecologic” și „biogeocenoză” nu sunt sinonimi. Un sistem ecologic este orice combinație de organisme și mediul lor. Deci, ca ecosistem, se poate lua în considerare, de exemplu, un ghiveci de flori, un terariu, un fitotron, o navă spațială cu echipaj. Toate seturile de organisme numite și mediul nu au o serie de caracteristici date în definiția lui V. N. Sukachev și, în primul rând, elementul „geo” - Pământul. Biogeocenozele sunt formațiuni naturale. În același timp, biogeocenoza poate fi considerată și ca un sistem ecologic. Astfel, conceptul de „ecosistem” este mai larg decât „biogeocenoză”. Orice biogeocenoză este un sistem ecologic, dar nu orice sistem ecologic este o biogeocenoză. În plus, totalitatea organismelor din astfel de ecosisteme nu este o populație. De aici o definiție mai precisă: un ecosistem este o colecție de organisme vii și mediul lor.[ ...]
Termenii „sistem ecologic” și „biogeocenoză” nu sunt sinonimi. Un ecosistem este orice combinație de organisme și habitatul lor, inclusiv, de exemplu, un ghiveci de flori, un furnicar, un acvariu, o mlaștină, o navă spațială cu echipaj. Sistemele enumerate le lipsesc o serie de caracteristici din definiția lui V. N. Sukachev și, în primul rând, elementul „geo” - Pământul. Biocenozele sunt doar formațiuni naturale. Cu toate acestea, biocenoza poate fi considerată pe deplin ca un ecosistem. Astfel, conceptul de „ecosistem” este mai larg și acoperă pe deplin conceptul de „biogeocenoză” sau „biogeocenoză” – un caz special de „ecosistem”.[ ...]
Astfel, dacă ținem cont de faptul că „nucleul” biogeocenozei este învelișul de sol cu proprietăți și funcții deosebite ale solurilor sale constitutive, manifestate în fertilitatea acestora, precum și în capacitatea sa de a produce masă organică, devine evident că învelișul de sol. este principala pârghie a evoluției ecosistemului. Cu alte cuvinte, fertilitatea solului, într-o anumită măsură, devine un criteriu important de evaluare a evoluției solurilor și este o funcție integrală a tuturor funcțiilor biogeocenotice, precum și, în opinia noastră, II agrocenotice.[ ...]
Modificările biosferei și unitățile sale elementare de biogeocenoze s-au accelerat brusc de la Anthropogen. Omenirea a devenit o forță puternică care schimbă natura Pământului, biogeocenozele sale. Biogeocenozele sunt naturale, naturale (biogeocenoze naturale) și antropice (culturale, artificiale). Există foarte puține complexe naturale care să nu fi fost modificate de om pe Pământ. Antropice numite biogeocenoze, transformate de activitățile umane sau create de el. Exemple de astfel de BGC sunt plantațiile forestiere, câmpurile și pășunile cultivate, fermele și complexele zootehnice, acvariile, iazurile și lacurile de acumulare. Așezările umane sunt, de asemenea, denumite biogeocenoze antropice: ferme, sate, sate și alte așezări.[ ...]
În al doilea rând, populația, fiind o unitate structurală a biogeocenozei (ecosistem), își îndeplinește una dintre funcțiile sale principale și anume, participă la ciclul biologic. În acest caz, se realizează o caracteristică specifică speciei a tipului de metabolism. O populație reprezintă o specie dintr-un ecosistem și toate relațiile interspecifice sunt realizate în acesta la nivel de populație. Implementarea durabilă a funcției de participare la procesele biogene este determinată de mecanisme specifice de autoreglare care creează condițiile pentru auto-întreținerea populației ca sistem în schimbarea factorilor de mediu interni și externi.[ ...]
Organismele locuiesc în biosferă și nu sunt incluse într-una sau alta biogeocenoză în nicio combinație, ci formează o anumită comunitate de specii adaptate conviețuirii. Grupurile de specii care conviețuiesc și interconectate în biogeocenoze sunt numite biocenoze. Numărul total de specii din biocenoze ajunge la multe zeci și sute. Membrii biocenozei sunt similari în relația lor cu factorii de mediu abiotici. Locul în care trăiesc se numește ecotop. Fiecare specie din biocenoză ocupă poziția care îi satisface nevoile vitale. Prin urmare, poziția speciei în spațiu, rolul său de funcționare în biocenoză, relațiile cu alte specii și atitudinea față de biotopi determină nișa ecologică a speciei.[ ...]
În 1944 V.N. Sukachev a propus termenul „biogeocenoză”, care nu este un sinonim complet pentru ecosistem. Deci, într-o serie de lucrări, biogeocenoza este înțeleasă ca o comunitate de plante, animale, microorganisme dintr-o anumită zonă a suprafeței pământului cu microclimatul, structura geologică, peisajul, solul și regimul apei. Astfel, conceptul de ecosistem este mai larg, deoarece biogeocenoza este doar o formațiune terestră cu anumite limite (Fig. 38).[ ...]
Conform teoriei lui V. N. Sukachev, creatorul biogeocenologiei (știința biogeocenozelor), biogeocenozele constau din două componente principale - o biocenoză (comunitatea de organisme) și un ecotop (mediu inert). Compoziția biocenozei include plante care formează o comunitate vegetală (fitocenoza), animale și microorganisme. Mediul în care trăiesc organismele (ecotop) este determinat de condițiile climatice, hidrologie, roca-mamă și sol. Există relații complexe între organisme și mediul lor în biogeocenoze (Fig. 64). Biogeocenozele sunt uneori numite ecosisteme.[ ...]
Un ciclu mic, făcând parte dintr-unul mare, are loc la nivelul biogeocenozei și constă în faptul că nutrienții solului, apei, aerului se acumulează în plante, cheltuiți pentru a-și crea masa și procesele de viață în ele. Produșii de descompunere ai materiei organice sub influența bacteriilor se descompun din nou în componente minerale disponibile plantelor și sunt implicați în fluxul de materie.[ ...]
Schema 2.3 prezintă principalele elemente și legături dintre modelele de biogeocenoză, precum și legăturile acestui model cu un model de nivel ecologic superior - o regiune economică. Principalele elemente ale modelului de biogeocenoză includ: descomponenții (faună, soluri), pădure (comunitatea vegetală), consumatori (consumatori de biomasă vegetală), substanțe anorganice din sol și atmosferă (apă, oxigen, azot etc.) utilizate în timpul viata plantelor.[ ...]
Speciile de organisme vii asigură menținerea durabilă a ciclului biogenic în biogeocenoză la nivel de populație. Populațiile au fost studiate de mult timp, iar până acum există o anumită înțelegere a caracteristicilor funcționării lor. O populație este înțeleasă ca o comunitate naturală stabilită istoric de indivizi ai organismelor vii din aceeași specie, înrudiți genetic, care locuiesc în habitate comune și realizează interacțiuni funcționale regulate.[ ...]
În ciuda proprietăților de protecție ridicate ale solului, în special ale componentei sale organice, rezistența solurilor și a biogeocenozelor la poluarea chimică nu este nelimitată. În cazuri extreme, impactul tehnogen duce la o schimbare atât de profundă a proprietăților solului și biotei încât funcționarea normală a biogeocenozei devine posibilă numai după refacerea completă a solului sau crearea unui nou strat de sol. Strategia de protecție a biosferei de poluanții chimici presupune în prezent măsuri precum depozitarea corespunzătoare a deșeurilor toxice din diverse industrii, reducerea emisiilor de substanțe nocive în mediu, crearea de tehnologii cu conținut scăzut de deșeuri și fără deșeuri, stricte control asupra utilizării pesticidelor și erbicidelor, altor substanțe chimice, utilizarea rezonabilă, optimă din punct de vedere ecologic a îngrășămintelor minerale și organice.[ ...]
Vitalitatea este o proprietate care caracterizează indicatorii actuali ai protecției ecologice a unui ecosistem și se manifestă prin capacitatea biogeocenozelor peisagistice de a se auto-repara.[ ...]
Precizia măsurătorilor în ecosistemele industriale acționează ca o măsură obiectivă a evaluării proprietăților în relație atât cu tehnogeneza, cât și cu schimbările antropice în biogeocenozele peisajului natural.[ ...]
Încărcările tehnogene reale asupra componentelor geosferelor în timpul construcției de instalații industriale sau civile formează nivelurile potențiale ale modificărilor antropice în biogeocenozele peisajului regional. Din acest punct de vedere, sarcina de a optimiza restricțiile structural-rationale asupra procesului de construcție din punct de vedere al impactului minim asupra peisajului natural și de a asigura în continuare controlul inițial necesar și premisele tehnologice (în raport cu funcționarea complexului de construcții). ) menținerea echilibrului ecologic în regiune capătă o semnificație științifică și metodologică extrem de importantă.[ .. .]
Biologii moderni (de exemplu, N. F. Reimers) cred în mod rezonabil că această lege, formulată pentru sistemele nevii, este valabilă și pentru sistemele naturale, inclusiv ecologice. Acest lucru este de înțeles: orice sistem natural de la o celulă la o biogeocenoză este un sistem fizico-chimic. Ne vom întâlni și cu manifestarea acestui principiu atunci când avem în vedere alte procese dinamice din ecosisteme.[ ...]
Comparând structura diferitelor unități naturale studiate de oameni de știință de profiluri diferite, se poate observa că acestea constau dintr-un număr diferit de componente de bază. Fitocenoza consta doar din plante comunitare, biocenoza - din fitocenoza si zoocenoza, biogeocenoza - din fitocenoza, zoocenoza, apa si atmosfera. Complexul teritorial natural, conform lui Solntsev, este o unitate naturală completă și este compus din toate cele cinci componente principale ale naturii, adică, pe lângă atmosferă, apă, plante și animale, include o bază litogenă, sub influența principală. din care se dezvoltă. Deci H.A. Solntsev a numit PTK unități „pline”, spre deosebire de cele „private”, care includ doar o parte din componentele naturii.[ ...]
Una dintre cele mai importante proprietăți ale biogeocenozei este interconectarea și interdependența tuturor componentelor sale. Este destul de clar că clima determină complet starea și regimul factorilor de sol, creează un habitat pentru organismele vii. La rândul său, solul determină într-o oarecare măsură caracteristicile climatice (de exemplu, reflectivitatea sa - albedo și, prin urmare, încălzirea, umiditatea aerului) depinde de culoarea suprafeței solului și afectează, de asemenea, animalele, plantele și microorganismele. Toate organismele vii sunt strâns legate între ele, fiind unul pentru celălalt fie o sursă de hrană, fie un habitat, fie factori de mortalitate. Deosebit de important este rolul microorganismelor (în primul rând bacteriilor) în procesele de formare a solului, de mineralizare a substanțelor organice și adesea acționând ca agenți patogeni ai bolilor plantelor și animalelor.[ ...]
La nivel regional (în special, în stadiul de reîmpădurire), schema de formare a tipurilor de tăiere în legătură cu tipurile inițiale de pădure și schema modificărilor etape ale acoperirii vegetației după tăiere sunt de mare importanță. Cu cât biogeocenoza forestieră este mai productivă, mai complexă și mai bogată și, în consecință, cu cât legăturile sale interne sunt mai puternice și mai diverse, cu atât este mai largă gama de modificări calitative ale ecosistemului în legătură cu tăierea. Odată cu creșterea productivității (bonitet) pădurii, crește numărul de tipuri de tăiere în locul aceluiași tip de pădure (Melekhov, 1989).[ ...]
În vecinătatea plantei, a fost găsită o colonie de cârtițe la o distanță de 16 km de centrul de emisie, volei au fost prinși nu mai aproape de 7-8 km, iar scorpii la 3-4 km. Mai mult, la aceste distanțe față de plantă, animalele nu trăiesc permanent, ci doar intră temporar. Aceasta înseamnă că biogeocenoza cu o creștere a încărcăturii antropice este simplificată în primul rând din cauza pierderii sau reducerii brusce a consumatorilor (vezi Fig. 4) și schema ciclului carbonului (și a altor elemente) devine în doi termeni: recederile producătorilor.[ ... ]
Funcția principală a solului este de a oferi viață pe Pământ. Acest lucru este determinat de faptul că în sol sunt concentrate elementele biogene necesare organismelor sub formele de compuși chimici la care dispun. În plus, solul are capacitatea de a acumula rezervele de apă necesare vieții producătorilor de biogeocenoze, tot într-o formă accesibilă acestora, furnizându-le în mod uniform apă pe tot parcursul sezonului de vegetație. În cele din urmă, solul servește ca mediu optim pentru înrădăcinarea plantelor terestre, habitatul a numeroase nevertebrate și vertebrate și diverse microorganisme. De fapt, această funcție definește conceptul de „fertilitate a solului”.[ ...]
Evidențiind biocenoza ca obiect de studiu independent, nu ar trebui să uităm de condiționalitatea unei astfel de izolări a unei părți de întregul natural, deoarece o comunitate de plante și animale nu poate exista fără mediu, adică natură neînsuflețită. Biocenoza cu habitatul său formează un complex natural - biogeocenoza (BGC). Exemple de biogeocenoze: pădure - biogeocenoză forestieră, adică plante forestiere, animale, microorganisme, sol, apă, aer etc.; lacul în întregime este o biogeocenoză de lac.[ ...]
Componentele biocenozei și mediul lor abiotic sunt atât de strâns legate între ele încât formează o unitate, pentru care A.G. Tensley a propus în 1935 termenul de „ecosistem”; în ecologia modernă, secțiunea corespunzătoare se numește doctrina ecosistemelor. În literatura internă și germană, conceptul de biogeocenoză, introdus de V.N. Sukaciov. Biogeocenoza este unitatea dintre biocenoză și biotop limitată la o anumită zonă a suprafeței pământului, în timp ce un ecosistem este un concept mai larg.[ ...]
Ecologia radiațiilor este o secțiune de ecologie generală care studiază relațiile din sistemul „substanță radioactivă – radiație – un organism viu”, radiațiile de origine naturală și artificială, contribuția radioactivității la efectul general al radiațiilor ionizante asupra organismelor vii, rutele de migrare. și zonele concentrațiilor de substanțe radioactive din biosferă, influența acestora asupra biogeocenozei și evoluției organismelor vii, consecințele utilizării energiei nucleare și biotehnologiilor radioactive.[ ...]
Primele 2 tipuri de piramide ecologice din sistemele acvatice pot fi inversate din cauza încălcării dimensiunii și ratei de formare a fito- și zooplanctonului. Piramidele de energie nu sunt inversate. Aproape toate speciile de animale folosesc mai multe surse de hrană, așa că dacă un membru al ecosistemului cade, întregul sistem nu este deranjat. Cel mai important factor care reglează numărul de populații în biogeocenoză îl reprezintă resursele alimentare. Populația are de obicei cât mai mulți indivizi se pot hrăni pe teritoriul ocupat. Structura biogeocenozelor se formează în procesul de evoluție, ceea ce duce la faptul că fiecare specie ocupă o anumită nișă în ecosistem, adică. localizarea acestei specii în spațiu și în lanțul trofic.[ ...]
Volumul productivității forestiere integrate crește din ce în ce mai mult în sens teoretic și practic. Acest lucru se datorează progresului științific și tehnologic, extinzând sfera de utilizare multifuncțională a pădurii. Cu toate acestea, semnificația multilaterală a pădurii nu exclude utilizarea ei vizată în anumite zone specializate, relativ înguste. Mai mult, dezvăluirile științifice ale diferitelor componente ale biogeocenozei forestiere și nevoile specifice ale anumitor industrii extind posibilitățile de utilizare eficientă și direcționată a componentelor forestiere individuale în forma lor originală sau transformată.
