49. Биогеоценозы и биоценозы

Определения и обозначения

Биоценоз — совокупность популяций разных видов, совместно обитающих на относительно однородной территории и связанных друг с другом. Популяция — группа особей одного вида, а биоценоз объединяет популяции многих видов. Это понятие помогает описать живое сообщество, не смешивая его с условиями окружающей среды.

Биогеоценоз — исторически сложившаяся система на определённом участке земной поверхности, включающая биоценоз и условия неживой среды, связанные обменом веществ и энергии. В неё входят и организмы, и такие условия, как вода, почва, свет и температура. Термин нужен, чтобы рассматривать их совместную работу как единую систему.

Биотоп — участок среды с относительно однородными условиями, который занимает биоценоз. Например, у обитателей леса общими условиями могут быть определённые влажность, освещённость и свойства почвы. Понятие помогает обозначить место, где существует конкретное сообщество организмов.

Экосистема — совокупность живых организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и энергии. Так можно описать систему разных размеров: от небольшого водоёма до крупного природного комплекса. Термин полезен, когда важно подчеркнуть связи организмов со средой, не задавая заранее строгих территориальных границ.

Как это устроено

Биогеоценоз включает растения, животных, грибы и микроорганизмы, а также неживые условия — воду, воздух, почву, свет и температуру. Организмы зависят от этих условий: без воды и подходящей температуры они не смогут нормально жить и размножаться. В то же время живые существа меняют среду: растения затеняют почву, а корни влияют на её структуру. Поэтому живую и неживую части нельзя понять по отдельности: состояние одной отражается на другой.

Растения называют продуцентами, потому что они создают органическое вещество, используя энергию света и неорганические вещества. Этим запасом питаются консументы — например, гусеницы, а затем птицы, поедающие гусениц. Когда организмы погибают или оставляют отходы, грибы и бактерии разлагают органические остатки; их называют редуцентами. Так пищевые связи объединяют разные группы организмов и связывают создание пищи с её потреблением и разложением.

Вещество не исчезает после того, как один организм съел другой: оно переходит в его тело, а затем может вернуться в почву и воду благодаря разложению остатков. Растения снова поглощают доступные вещества и используют их для роста, поэтому элементы многократно проходят через организмы и среду. Энергия ведёт себя иначе: её главный источник для большинства биогеоценозов — Солнце. При передаче по пищевым связям часть энергии рассеивается, поэтому она проходит через систему, а не совершает круговорот.

Условия среды распределены неодинаково: в лесу верхние части деревьев получают больше света, а под пологом часто влажнее и темнее. Поэтому организмы располагаются по ярусам: одни растения занимают верхний ярус, другие растут ниже, а многие животные находят пищу и укрытие на определённой высоте. В водоёме освещённость уменьшается с глубиной, и это тоже влияет на размещение организмов. Такое распределение помогает видам использовать разные условия и ресурсы, а не только конкурировать за одно и то же место.

Биогеоценоз меняется, если изменяются условия среды или состав сообщества. Например, вырубка части леса пропускает больше света и может уменьшить влажность; из-за этого меняются условия для растений, а вслед за ними — пища и укрытия для животных. Изменение численности одного вида также может отразиться на тех, кто им питается или конкурирует с ним. Устойчивость системы поддерживается множеством взаимосвязей, но она не означает, что биогеоценоз совсем не меняется.

Биоценоз и биогеоценоз

Сравнивайте понятия по тому, какие компоненты входят в каждое из них. В строке о границах учитывайте, что биоценоз связан с местом обитания, но территория биогеоценоза обычно выделяется как определённый участок с относительно однородными условиями.

Разбор задач

Задача 1. В сосновом лесу обнаружены сосны, грибы, насекомые и птицы. Определите, что из перечисленного относится к биоценозу. Нужно отделить живые компоненты сообщества от условий, которые составляют среду обитания.

1. Вспомним определение: биоценоз — совокупность популяций разных видов.
2. Проверим каждый пункт: сосны, грибы, насекомые и птицы — живые организмы разных видов.
3. В условии не названы неживые компоненты, например почва, вода или свет.

Ответ: к биоценозу относятся сосны, грибы, насекомые и птицы как части сообщества живых организмов. Почва и другие условия леса в биоценоз не входят, но входят в биогеоценоз.

Задача 2. Составьте пищевую цепь из растений, гусеницы, синицы и ястреба. Укажите, какую роль в круговороте вещества играют грибы и бактерии. Чтобы не перепутать порядок, начнём с организма, который создаёт органическое вещество, и проследим, кто кем питается.

1. Растения служат пищей гусенице, поэтому ставим их первыми.
2. Синица может питаться гусеницами, а ястреб — охотиться на синиц.
3. После гибели организмов и появления их остатков грибы и бактерии разлагают органическое вещество и возвращают вещества в среду.

Ответ: растения → гусеница → синица → ястреб. Грибы и бактерии — редуценты; они обеспечивают возвращение веществ в окружающую среду, где эти вещества снова могут использоваться растениями.

Задача 3. После вырубки части леса изменились освещённость и влажность, а затем численность некоторых растений и животных. Объясните последовательность изменений и назовите затронутые компоненты биогеоценоза. Важно проследить не только то, что изменилось, но и почему одно изменение привело к другому.

1. Вырубка уменьшила затенение, поэтому к оставшимся участкам почвы может поступать больше света; одновременно меняется влажность.
2. Новые условия подходят не всем растениям одинаково, поэтому меняются их рост и численность.
3. Из-за перемен в растительном покрове животные могут лишиться части пищи или укрытий, и их численность тоже меняется.

Ответ: сначала изменились неживые условия — освещённость и влажность, затем изменился состав растений, а вслед за ним условия жизни животных. Затронуты неживая среда и живые компоненты биогеоценоза: растения и животные; возможны также изменения пищевых связей.

Типичные ошибки

Считать биоценоз и биогеоценоз синонимами — значит не различать сообщество организмов и систему вместе со средой. Так ошибаются, потому что оба понятия описывают связанные природные объекты. Проверьте себя вопросом: входят ли в определение почва, вода и свет? Если да, речь идёт о биогеоценозе.

Называть отдельный вид или одну популяцию биоценозом неправильно: биоценоз объединяет популяции разных видов. Ошибка возникает, когда слово «сообщество» понимают как группу любых особей. Проверка простая: в описании должны быть представлены разные виды, а не один.

Считать, что энергия циркулирует так же, как вещество, нельзя: вещество многократно возвращается в среду, а энергия проходит через систему и рассеивается. Путаница появляется из-за того, что и энергия, и вещество передаются по пищевым связям. Чтобы проверить себя, проследите судьбу каждого: вещества снова доступны организмам, а рассеянная энергия не возвращается в исходный источник.

Редуценты не просто «уничтожают» остатки организмов: разлагая их, грибы и бактерии возвращают вещества в среду. Их роль легко упустить, если смотреть только на исчезновение остатков. Проверьте ответ вопросом: откуда растения снова получают вещества для роста? Разложение связывает остатки организмов с последующим использованием веществ.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о популяции, виде и среде обитания, а также о продуцентах, консументах и редуцентах. Эти понятия помогают проследить, кто входит в сообщество и как организмы получают пищу. Представление о биогеоценозах пригодится при изучении экосистем, круговорота веществ и потоков энергии. Оно также помогает объяснять экологические проблемы: воздействие на один компонент может менять состояние связанных с ним организмов и условий среды.

Что запомнить

• Биоценоз — сообщество живых организмов разных видов.
• Биогеоценоз включает биоценоз и неживую среду.
• Организмы и условия среды взаимно влияют друг на друга.
• Пищевые связи объединяют организмы биогеоценоза.
• Редуценты возвращают вещества в среду.
• Вещество совершает круговорот, а энергия проходит через систему и рассеивается.