Биогеоценотический уровень

Определения и обозначения

Биогеоценотический уровень — уровень организации живой природы, на котором рассматривают сообщества организмов вместе со средой их обитания и связями между ними. Иными словами, внимание направлено не на отдельный организм, а на систему взаимодействий на определённой территории. Такой взгляд помогает понять, почему изменение одного компонента может повлиять на другие.

Биогеоценоз — исторически сложившаяся система организмов и относительно однородных условий неживой природы на определённом участке территории. Он складывается постепенно, а его живые и неживые части взаимно влияют друг на друга. Понятие нужно, чтобы описывать цельную природную систему, а не просто перечень видов.

Биоценоз — совокупность популяций разных видов, совместно обитающих на одной территории и взаимодействующих друг с другом. Популяция — группа особей одного вида, поэтому биоценоз объединяет несколько таких групп. Это понятие обозначает именно живую часть биогеоценоза и помогает не смешивать организмы с условиями среды.

Экосистема — единство живых организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и потоком энергии. Экосистемой может быть небольшой пруд, лес или система гораздо большего масштаба. Термин нужен для описания подобных связей без обязательного указания определённого размера или чётких границ участка.

Как это устроено

Биогеоценоз включает биоценоз и биотоп, потому что организмам необходима среда с определёнными условиями. Биотопом называют неживую часть системы: почву, воду, воздух, освещённость и температуру. Эти факторы ограничивают набор видов: например, растениям нужны подходящие свет и влага, а животным — пища и места для жизни. В свою очередь, организмы меняют почву, состав воздуха и другие условия, поэтому среда и сообщество не существуют независимо.

Живые организмы соединены пищевыми отношениями, поскольку одни служат источником вещества и энергии для других. Продуценты, к которым относятся зелёные растения и водоросли, образуют органическое вещество из неорганического, используя энергию света. Консументы получают органические вещества, поедая продуцентов или других животных. Остатки и отходы разлагают редуценты — прежде всего бактерии и грибы, возвращая простые вещества в среду.

Круговорот веществ связывает организмы с неживой средой: элементы переходят из почвы, воды и воздуха в тела продуцентов, затем — к консументам, а после разложения снова оказываются в среде. Так одни и те же вещества могут использоваться многократно. Энергия ведёт себя иначе: она поступает в систему главным образом от Солнца, захватывается продуцентами и передаётся по пищевым связям. При каждом переходе часть энергии рассеивается в виде тепла, поэтому поток энергии направлен в одну сторону и не замыкается в круг.

Организмы воздействуют друг на друга разными способами, потому что используют общие ресурсы или вступают в тесные связи. При конкуренции виды соперничают, например, за пищу или место; при хищничестве один организм ловит и поедает другой, а паразит использует хозяина, нанося ему вред. Симбиозом называют тесное совместное существование организмов, которое может быть выгодным для участников. Организмы способны и менять условия обитания: растения затеняют почву, а почвенные животные перемешивают её.

Биогеоценоз относительно устойчив, потому что в нём есть множество взаимосвязей и несколько путей передачи вещества и энергии. Если численность одного вида меняется, другие связи иногда смягчают последствия, но устойчивость не означает неизменность. Засуха, пожар или похолодание могут изменить условия и состав сообщества. Деятельность человека — например, вырубка леса или загрязнение воды — тоже способна нарушить связи и перестроить систему.

Состав и связи биогеоценоза

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, относится ли объект к живой части или к неживой среде. Затем выясните, какую роль он выполняет: создаёт органическое вещество, потребляет его или разлагает остатки. Так можно проследить, как отдельные компоненты поддерживают связи внутри системы.

Разбор задач

Задача 1

В лесу растут ели и папоротники, живут белки и насекомые. Определите, какие из перечисленных организмов относятся к биоценозу. Нужно отделить живые компоненты от неживых и учесть, что сообщество включает организмы разных видов.

1. Перечислим объекты: ели, папоротники, белки и насекомые. Все они являются живыми организмами, а не условиями среды.
2. Проверим, представлены ли разные виды. Здесь названы растения и животные, то есть популяции разных видов.
3. Объединим перечисленные организмы в живую часть лесной системы. Почва, вода, воздух и свет в условии не названы и к биоценозу не относятся.

Ответ: к биоценозу относятся ели, папоротники, белки и насекомые. Они представляют популяции разных видов, совместно обитающих в лесу. Неживые условия участка были бы частью биотопа.

Задача 2

Для пруда перечислены вода, ил, водоросли, караси и бактерии. Распределите компоненты на биотоп и биоценоз и объясните их связь. В этой задаче важно классифицировать каждый объект по признаку «живой или неживой», а затем показать взаимодействие частей.

1. Вода и ил — неживые компоненты, поэтому отнесём их к биотопу. Они создают условия, в которых могут жить организмы.
2. Водоросли, караси и бактерии — организмы разных видов. Это компоненты биоценоза пруда.
3. Свяжем части системы: водоросли используют вещества и свет, караси зависят от условий пруда и пищевых связей, бактерии разлагают органические остатки. Поэтому живые организмы зависят от биотопа, а их жизнедеятельность влияет на состав веществ в воде и иле.

Ответ: биотоп — вода и ил; биоценоз — водоросли, караси и бактерии. Биотоп обеспечивает условия обитания, а организмы используют его ресурсы и изменяют среду. Такое взаимное влияние объединяет компоненты в систему.

Задача 3

Составьте цепь питания для луга из травы, кузнечика, лягушки, ужа и бактерий-разрушителей. Укажите роль каждого звена и объясните, что происходит с веществом и энергией. Сначала расположим организмы по тому, кто кем питается, а затем отдельно рассмотрим судьбу вещества и энергии.

1. Трава создаёт органическое вещество и выступает продуцентом. Кузнечик питается растением, поэтому он консумент первого порядка.
2. Лягушка может съесть кузнечика, а уж — лягушку. Получается последовательность: трава → кузнечик → лягушка → уж.
3. После гибели организмов и появления отходов бактерии-разрушители разлагают органические остатки. Они относятся к редуцентам, а не к обычному звену, которое поедает предыдущее звено как хищник.

Ответ: трава → кузнечик → лягушка → уж; остатки организмов разлагают бактерии. Вещество из остатков возвращается в среду и может снова использоваться растениями. Энергия передаётся по цепи в одном направлении, причём часть её на каждом этапе рассеивается как тепло.

Типичные ошибки

Ошибка: считать биогеоценоз и биоценоз одним и тем же. Её допускают, потому что оба понятия описывают сообщества и связи в природе, но биоценоз включает только живые организмы, а биогеоценоз — ещё и биотоп. Проверьте себя вопросом: входит ли в названную систему неживая среда? Если да, одного слова «биоценоз» недостаточно.

Ошибка: относить к биоценозу воду, почву и свет. Они важны для жизни, поэтому их иногда ошибочно включают в состав сообщества организмов. Однако это компоненты неживой среды, то есть биотопа. Для проверки спросите, является ли объект организмом или популяцией: если нет, к биоценозу он не относится.

Ошибка: представлять цепь питания как замкнутый круг. Путаница возникает потому, что вещества действительно возвращаются в среду и снова используются, но энергия не возвращается к началу цепи. Проверьте, что именно вы описываете: для атомов и минеральных веществ говорят о круговороте, а для энергии — о направленной передаче с рассеиванием.

Ошибка: считать редуцентов только последним звеном цепи питания. Такое представление упускает их основную функцию: бактерии и грибы разлагают органические остатки и возвращают вещества в среду. Проверка простая: проследите, куда попадают вещества после гибели организмов. Если ответ не включает разложение и возврат веществ, роль редуцентов понята не полностью.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны понятия «вид», «популяция» и «среда обитания»: они помогают описывать состав сообщества и условия жизни. Также следует различать продуцентов, консументов и редуцентов, чтобы прослеживать пищевые связи и круговорот веществ. Эти знания пригодятся при изучении экологии, пищевых цепей и круговоротов в природе. Они помогают объяснить, почему загрязнение, вырубка или другие воздействия человека могут менять природные системы.

Что запомнить

• Биогеоценоз объединяет биоценоз и биотоп.
• Биоценоз состоит из популяций разных видов.
• Организмы связаны между собой и с неживой средой.
• Продуценты создают органическое вещество, консументы его потребляют, редуценты разлагают остатки.
• Вещества участвуют в круговороте, а энергия проходит через систему и рассеивается.
• Биогеоценоз относительно устойчив, но способен изменяться.