Биоцеозы и биотипы

Понятие о биоценозе и биотопе

В природе популяции разных видов объединяются в макросистемы более высокого ранга – в так называемые сообщества, или биоценозы.

Биоценоз (от греч. «жизнь», «общий») – это организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в одних и тех же условиях среды.

Термин «Биоценоз», как известно, был впервые использован немецким гидробиологом Карлом Мёбиусом (1877) для обозначения комплекса животных и растительных форм, постоянно встречающихся в различных пунктах одного и того же водного бассейна при наличии одинаковых условий существования, комплекса всегда тождественного состава.

Изучив устричные отмели у берегов Шлизвига, Мёбиус писал: «Каждая устойчивая банка некоторым образом есть община живых существ, отборов видов и сумма индивидуумов, которые именно на этом месте находят все условия, необходимые для их развития и существования, т.е. подходящий грунт, достаточную пищу, надлежащую соленость и выносимую и удобную для их развития температуру. Всякий живущий там вид представлен наибольшим числом индивидуумов, которые могут развиться при начальных условиях, потому что у всех видов число созревших индивидуумов данного периода размножения меньше суммы произведенных на свет зародышей».

Мёбиус выделил три наиболее характерные особенности биоценозов:

1. Относительное соответствие между потребностями организмов, входящих в данное сообщество, и условиями их обитания на определенной площади.

2. Взаимную обусловленность отдельных сочленов данного сообщества.

3. Длительное существование сообщества.

Мёбиус отмечал наиболее характерную черту этих природных комплексов – тесную взаимосвязь их сочленов. Ссылаясь на собственные наблюдения и эксперименты, он отмечал, что исчезновение или появление в биоценозе даже одного какого-либо вида изменяет характер взаимосвязей его сочленов, а в конечном счете приводит к изменению самою биоценоза. Позже Мёбиус (1904), разрабатывая более детальную и подробную характеристику биоценозов, отмечал их огромное практическое значение для рыбоводства, лесного и сельского хозяйства.

Термин «Биоценоз», прижившийся сначала в гидробиологии, постепенно проник в ботанику, зоологию и в другие биологические науки. В современной экологической литературе это понятие чаще употребляется применительно к населению территориальных участков, которые на суше выделяют но относительно однородной растительности: биоценоз ельника-кисличника, биоценоз суходольного луга, биоценоз ковыльной степи и т.д.

В водной среде различают биоценозы, соответствующие экологическим подразделениям водоемов: биоценозы прибрежных галечных, песчаных или илистых фунтов, абиссальных, пелагических глубин и т.д.

По отношению к более мелким сообществам (населению пней, кочек, нор, стволов, листвы и т.д.) применяются разнообразные термины: микросообщества, биоценотические группировки и т.д. Принципиальной разницы между биоценотипическими группировками разных масштабов нет.

Чтобы упростить изучение биоценоза, его условно можно расчленить на отдельные компоненты: фитоценоз – растительность, зооценоз – животный мир, микробоценоз – микроорганизмы. Но такое дробление приводит к искусственному и фактически неправильному выделению из единого природного комплекса группировок, которые самостоятельно существовать не могут. Ни в одном местообитании не может быть динамической системы, которая состояла бы только из растений или только из животных.

В условиях научно-технического прогресса деятельность человека преобразует природные биоценозы. На смену им приходят посевы и посадки культурных растений. Так формируются особые вторичные агроценозы, количество которых на Земле постоянно увеличивается. Агроценозами являются не только сельскохозяйственные ноля, но и полезащитные лесные полосы пастбища, искусственно возобновляемые леса на вырубках и пожарищах, пруды и водохранилища, каналы и осушенные болота. Агробиоценозы по своей структуре характеризуются незначительным количеством видов, но высокой их численностью.

Хотя в структуре и энергетике естественных и искусственных биоценозов есть много специфических черт, резких различий между ними не существует. В естественном биоценозе количественное соотношение особей разных видов взаимно обусловлено, поскольку в нем действуют механизмы, регулирующие это соотношение. В результате в таких биогеоценозах устанавливается стабильное состояние, поддерживающее наиболее выгодные количественные пропорции составляющих его компонентов. В искусственных агроценозах нет подобных механизмов, там человек полностью взял на себя заботу об упорядочивании взаимоотношений между видами. Изучению структуры и динамики агроценозов уделяется большое внимание, так как уже в обозримом будущем первичных, естественных биогеоценозов практически не останется.

Сообщества часто имеют расплывчатые границы, иногда неуловимо переходя одно в другое, тем не менее, они вполне объективно, реально существуют в природе.

Тот участок абиотической среды, которую занимает биоценоз, называют биотопом.

Кроме понятия «Биотоп» существует понятие «Экологическая ниша», которое было введено в 1917 г. И. Гринеллом для определения роли, которую играет тот или иной вид биоценоза. Под экологической нишей следует понимать образ жизни, и прежде всего, способ питания организма. Экологическая ниша – это совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе. Она включает в себя химические, физиологические и биологические факторы, необходимые организму для жизни и определяемые его морфологической приспособленностью, физиологическими реакциями и поведением. По образному выражению Ю. Одума, термин «Экологическая ниша» относится к роли, которую играет организм в экосистеме. Иначе говоря, место обитания, т.е. биотоп - это адрес, тогда как ниша – «профессия» вида.

В разных частях света и на разных территориях встречаются неодинаковые в систематическом отношении, но экологически сходные виды. Например, сосна в бору и дуб в дубраве выполняют функцию продуцентов. Антилопа в Африке и кенгуру в Австралии, сумчатый волк в Европе ведут одинаковый образ жизни и обладают сходным типом питания, т.е. в различных биоценозах выполняют одинаковую функцию.

Вместе с тем, часто близкие в систематическом отношении виды, поселяясь рядом в одном биоценозе, занимают разные экологические ниши. Примером могут служить две родственные рыбоядные птицы – большой баклан и длинноносый баклан. Последний питается, в основном рыбой, плавающей в верхних слоях воды, а большой баклан – рыбой, плавающей в придонных слоях.

Нередко бывает, что одному виду в разных биоценозах присущи различные экологические ниши. Короед-типограф в Сибири является вредителем ели, а на Кавказе – вредителем сосны. Кроме того, один и тот же вид в разные периоды развития может занимать различные экологические ниши. Концепция экологической ниши связана с решением ряда практических задач, в частности, при интродукции новых видов растений и животных.

Понятие о жизненных формах животных. Классификация жизненных форм животных (по Кашкарову)

Жизненные формы растений и животных.

Среди приспособлений животных и растений к среде немаловажную роль играют морфологические адаптации, т.е. такие особенности внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях. Морфологический тип приспособлений животного или растения к основным факторам местообитания и определенному образу жизни называют жизненной формой организма.

Жизненные формы животных.

Классификация жизненных ферм животных так же разнообразна, как и классификация жизненных форм растений, и зависит от принципов, положенных в ее основу.

Приведем основные группы жизненных форм животных (по Д.Н. Кашкарову. 1945).

I. Плавающие формы.

1. Чисто водные:

а) нектон; б) планктон; в) бентос.

2. Полуводные:

а) ныряющие; б) не ныряющие; в) лишь добывающие из воды пищу.

II. Роющие формы.

1. Абсолютные землерои (всю жизнь проводящие под землей).

2. Относительные землерои (выходящие на поверхность).

III. Наземные формы.

1. Не делающие нор: а) бегающие; б) прыгающие; в) ползающие.

2. Делающие норы:

а) бегающие; б) прыгающие; в) ползающие.

3. Животные скал.

IV. Древесные лазающие формы.

1. Не сходящие с деревьев.

2. Лишь лазающие по деревьям.

V. Воздушные формы.

1. Добывающие пищу в воздухе.

2. Выискивающие пищу с воздуха.

В пределах каждой группы особенности поступательного движения и образа жизни формируют особенности приспособления. Жизненные формы отчетливо выделяются в пределах любой крупной таксономической группы животных, характеризующейся экологическим разнообразием видов. Во внешнем облике птиц в значительной мере проявляются приуроченность их к определенным типам местообитаний и характер передвижения при добывании пищи. В связи с этим различают птиц: 1) древесной растительности; 2) открытых пространств суши; 3) болот и отмелей; 4) водных пространств.

В каждой из данных групп выделяют специфические формы:

а) добывающие пищу с помощью лазания (многие голуби, попугаи, дятловые, воробьиные и др.);

б) добывающие пищу в полете (длиннокрылые, в лесах – совы, козодои, над водой – трубконосые);

в) кормящееся при передвижении ио земле (на открытых пространствах – журавлиные, страусы; лесные – большинство куриных; на болотах и отмелях – некоторые воробьиные, фламинго);

г) добывающие пищу с помощью плавания и ныряния (гагары, веслоногие, гусиные, пингвины).

У насекомых В.В. Яхонтов (1969) выделяет жизненные формы:

1. Геобионты – обитатели почвы.

2. Эпигеобионты обитатели более или менее открытых участков почвы.

3. Герпебионты – живущие среди органических остатков на поверхности почвы, под опавшей листвой.

4. Хортобионты – обитатели травяного покрова.

5. Тамнобионты и дендробионты – обитатели деревьев и кустарников.

6. Ксилобиояты – обитатели древесины.

7. Гидробионты – водные насекомые.

Сходные формы встречаются в сходных условиях в разных зоогеографических областях и на разных материалах. Таким образом, жизненные формы наглядно свидетельствуют об образе жизни вида.

Отношение организмов в биоценозе: трофические, топические, форические, фабрические

Отношения в биоценозе и его структура

По классификации В.Н. Беклемешева, прямые и косвенные межвидовые отношения по тому значению, которое они могут иметь для занятия видом в биоценозе определенной экологической ниши, подразделяются на 4 типа: трофические, топические, форические и фабрические.

Трофические связи возникают, когда один вид питается другим: либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности.

Топические связи характеризуют изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого. Они могут быть отрицательными или положительными по отношению как к одному, так и другому виду, или обоим одновременно.

Форические связи – это участие одного вида в распространении другого (зоохория – перенос семени, спор, пыльцы; форезия – перенос мелких животных другими животными).

Фабрические связи – это отношения, в которые вступает вид, использующий для своих сооружений (фабрикации) продукты выделения либо мертвые остатки, либо живых особей другого вида.

Трофические и топические связи имеют наибольшее значение в биоценозе, составляют основу его существования.

На основе перечисленных связей возникают разнообразные биотические отношения, которые по классификации, предложенной Ю. Одумом, можно свести к следующим:

Формы биотических отношений

Нейтрализм – это такая форма биотических отношений, при которой сожительство двух видов на одной территории не влечет для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Виды не связаны друг с другом непосредственно, но зависят от состояния сообщества в целом.

Конкуренция – это взаимоотношения, возникающие между видами со сходными экологическими требованиями. Каждый вид при совместном обитании находится в невыгодном положении, так как присутствие другого уменьшает возможности овладения пищевыми ресурсами, убежищами и т.д.

Аменсализм – взаимоотношения, при которых для одного из двух взаимодействующих видов последствия совместного обитания отрицательны, а другой не получает от этого ни вреда, ни пользы. Такая форма чаще встречается у растений.

Паразитизм – межвидовые взаимоотношения, при которых один вид (паразит) использует другой (хозяина) как среду жизни и как источник пищи.

Хищничество – форма межвидовых взаимоотношений, способ добывания пищи и питания животных (изредка растений), при котором они ловят, убивают и съедают других животных.

Мутуализм – взаимовыгодное сожительство разных видов. Типичный пример – сожительство рака-отшельника и актинии. Часто в литературе такой вид сожительства называют симбиозом. В широком смысле слова симбиоз означает сожительства вообще. А типы симбиоза могут быть разные: комменсализм, паразитизм, мутуализм и множество переходных форм.

Комменсализм, или нахлебничество, сотрапезничество – форма симбиоза, при которой один из партнеров системы (комменсал) питается остатками пищи или продуктами выделения другого (хозяина), не причиняя последнему вреда.

Когда поедание пищи комменсалами начинает вредить хозяину, комменсализм переходит в конкуренцию или в паразитизм.

Биоценозу, как и любой надорганизменной системе, свойственны закономерности в соотношении и связях его частей, т.е. определённая структура.

Структура биоценоза многопланова, и при ее изучении можно выделить различные аспекты: видовую, пространственную, экологическую характеристики.

Особо охраняемые ландшафты и заповедные территории Алтайского края

Заповедники – высшая форма охраны природных участков. Заповедники предназначены исключительно для выполнения научных и научно-технических задач в стране. В этом специфика и принципиальное отличие заповедников от других форм охраняемых территорий. Под заповедники отводятся участки, наиболее типичные для данной природной зоны, способные служить образцом ландшафтно-геогра-фических зон. Предпочтение отдается тем участкам, которые в наименьшей степени изменены хозяйственной деятельностью человека, а также тем ландшафтам, которым угрожает опасность исчезновения.

Чаще всего один заповедник занимает 30–70 тыс. га, но есть заповедники по 700–800 тыс. га (например, Печеро-Ильческий, Алтайский). В европейской части страны, где нет больших площадей, пригодных для заповедника, размеры его не превышают 1 -5 тыс. га.

Вокруг большинства заповедников создаются охранные зоны, где ограничены эксплуатация природных ресурсов, развитие промышленности и строительства. Задачи охранных зон – сгладить влияние прилегающих территорий на заповедные природные комплексы.

Важным критерием при выборе участка под заповедник является присутствие на его территории редких видов животных и растений, уникальных образований неживой природы. Основное направление научных исследований в заповедниках – изучение структуры и функций первичных биогеоценозов, выявление их закономерностей, что имеет большое значение для понимания сущности законов биосферы в целом.

Основой научных исследований в заповеднике являются разработка методов учета животных, определение эффективности и выявление последствий хозяйственного использования природных ресурсов на смежных территориях, разработка биологических методов борьбы с вредителями лесного и сельского хозяйства, изучение факторов, определяющих изменение численности диких животных, с целью их прогнозирования, а также изучение экологических особенностей отдельных видов животных и растений, разработка мероприятий, обеспечивающих сохранение природных заповедных территорий, восстановление редких и исчезающих животных, растений и т.д.

С целью контроля над окружающей средой в ряде заповедников проводится изучение индикаторных видов животных и растений, способных накапливать загрязнители или чутко реагировать на изменение окружающей среды.

Исключительно большую роль играют заповедники в изучении экологии промысловых и редких животных. На основе научных данных, полученных в заповедниках, были разработаны мероприятия по рациональной эксплуатации промысловых видов и восстановлению численности ряда редких животных.

Особенно большое значение имеют заповедники в сохранении всего многообразия генофонда живых организмов. В полной мере сберечь генофонд любого биологического вида можно только в естественной среде, т.е. в заповедниках. Многие виды животных и растений обязаны своим существованием именно заповедникам.

На охраняемых территориях заповедников численность большинства ценных животных возросла в десятки и сотни раз. Из заповедников начинается естественное расселение животных и обогащение прилегающих угодий. Достигнув определенной численности в заповеднике, животные выходят за его пределы.

Однако не всегда животные могут сами расселиться из заповедников, иногда переселить их в другие места невозможно. Тогда необходимо регулировать их численность. Например, плотность популяции оленей в Крамском заповеднике, лосей в Центрально-Черноземном увеличилась и стала угрожать существованию лесов, да и самих животных, из-за острой нехватки корма. В этих случаях для восстановления естественного равновесия и охраны заповедных лесов необходимо вмешательство человека.

Заповедный режим преследует цель сохранения всех элементов биогеоценозов в таких количественных соотношениях, которые им присущи и которые обеспечивают естественное разнообразие и динамичное равновесие природного комплекса. Заповедники не могу i допустить чрезмерного увеличения численности какого-либо одного, даже самого ценного вида, в ущерб остальным.

Памятники природы – это отдельные природные объекты, имеющие научное, историческое и культурно-эстетическое значение, например: водопады, пещеры, геологические обнажения, гейзеры, палеонтологические объекты и т.д. Охрана памятников природы возлагается на землепользователей, а контроль за соблюдением режима охраны – на органы охраны природы республики, края, области. На территории России и сопредельных государств выявлено свыше 3000 памятников природы.

Государственные природные заказники – это особо охраняемые природные территории, на которых для сохранения или восстановления природных комплексов или их компонентов и поддержания экологического баланса частично ограничено природопользование.

Объявление территории государственным природным заказником допускается как с изъятием, так и без изъятия у пользователей, владельцев и собственников земельных участков.

Государственные природные заказники федерального значения учреждаются решениями Правительства Российской Федерации по представлению администрации края и специально уполномоченного государственного органа Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды.

Государственные природные заказники краевого значения образуются администрацией края по согласованию с соответствующими органами местного самоуправления.

Задачи и особенности режима хозяйствования и особой охраны каждого конкретного государственного природного заказника определяются положением о нем, утверждены в соответствии с «Примерным положением о государственных природных заказниках в Российской Федерации», утвержденным приказом Министерства охраны окружающей природной среды Российской Федерации от 16 января 1996 года №20.

Заказники разнообразны по своим целям. Они создаются для восстановления или увеличения численности охотничье-промысловых животных (охотничьи заказники); создания благоприятной обстановки для гнездования птиц, миграции, зимовки (орнитологический заказник); охраны мест нереста рыб, мест их зимнего скопления (ихтиологические); сохранения особо ценных лесов (лесные), отдельных участков ландшафта (ландшафтные заказники) и т.д.

По своему значению заказники разделяются на государственные, региональные и местные. Государственные заказники могут быть постоянными или организованными сроком до 10 лет, а местные организуются на срок до 5 лет. В случае необходимости срок заказа может быть продлен. В зависимости от значения и размеров заказника его охрану обеспечивает или специальный штат, или землепользователь.

Национальные парки являются природоохранными, эколого-просветительскими и научно-исследовательскими учреждениями,

территории (акватории) которых включают в себя природные комплексы и объекты, имеющие особую экологическую, историческую и эстетическую ценность, и которые предназначены для использования в природоохранных, научных, культурных целях и для регулируемого туризма.

В основные задачи национальных парков, кроме целей сохранения природных комплексов и объектов, в том числе историко-культурных, включены задачи по восстановлению нарушенных природных комплексов и объектов, ведение экологического мониторинга, а также создание условий для развития регулируемого туризма и отдыха.

Режим особой охраны территории национального парка устанавливается дифференцированно в зависимости от значения каждой из функциональных территориальных зон.

Национальный парк как природоохранное учреждение может выступать учредителем и участвовать в деятельности фондов, ассоциаций и иных организаций, способствующих развитию национального парка.

Обеспечение туризма, отдыха, других видов хозяйственной деятельности на территории национальных парков осуществляется на договорной основе и при наличии соответствующих лицензий, предоставляемых дирекциями национальных парков.

Порядок организации и функционирования национальных парков определяется Положением о национальных природных парках Российской Федерации, утверждаемым Правительством Российской Федерации.

Природные парки являются природоохранными рекреационными учреждениями, находящимися в ведении субъектов Российской Федерации, территории (акватории) которых включают в себя природные комплексы и объекты, имеющие значительную экологическую и эстетическую ценность, и предназначены для использования в природоохранных, просветительских и рекреационных целях.

Природные парки могут создаваться как на землях, предоставленных им в бессрочное (постоянное) пользование, так и на землях, изъятых у владельцев и переданных во владение природному парку. Природные парки находятся в ведении органов государственной власти края.

Решение об образовании природных парков принимает администрация края по представлению территориального органа Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды по согласованию с органами местного самоуправления.

Создание природных парков, связанное с изъятием земельных участков или водных пространств, используемых для общегосударственных нужд, осуществляется по согласованию с Правительством Российской Федерации.

Органы местного самоуправления, ходатайствующие о создании природного парка, подготавливают необходимые для этого материалы.

Главное отличие национального парка заключается, в отношении собственности, и в том, что в нем должна быть нетронутая заповедная часть, а в природном парке заповедная зона может отсутствовать. За рубежом заповедников (в нашем понимании) нет, а есть только национальные парки, и в некоторых случаях эти понятия тождественны.

Охрана ландшафтов и заповедные территории.

Охрана ландшафтов имеет много форм, которые могут быть объединены в три группы:

1) полная охрана ландшафтов как комплексов биогеоценозов;

2) частичная охрана природных объектов;

3) создание и поддержание оптимального антропогенного ландшафта.

Две первые формы охраны ландшафта связаны с заповедными территориями. При этом полная охрана преследует главным образом научные цели. Частичная охрана направлена на научно-технические или ресурсно-охранные и культурные цели.

Большое значение имеют заповедные территории для охраны генофонда нашей планеты, как природные объекты для экологических исследований.

Формы заповедных территорий во всем мире разнообразны. Это национальные и природные парки, резерваты различных назначений, заказники, охраняемые ландшафты, участки дикой природы, заповедники и т.д. Основные формы охраны природных участков за рубежом – национальные и природные парки, резерваты, а в России – заповедники и заказники.

Список литературы

1. Тишлер В. Сельскохозяйственная экология. М., 1977. 455 с.

2. Яншин А.Л., Мелуа А.И. Уроки экологических просчетов. М: Мысль, 1991,430 с.

3. Даррелл Дж. «Перегруженный ковчег…» М.: Мысль, 1987.

4. «Земля, экология, перестройка». М.: Книга, 1989.

5. Одум Е. Экология. М.: Просвещение, 1968.

6. Тимофеева Б.А. «Наедине с природой» Л.: Лениздат, 1971.

7. Фарб П. «Популярная экология. М.: Мир, 1971.

8. Алексеев В.А., «300 вопросов и ответов по экологии» «Академия развития», 1998 г