Пакет (блок) принципов связи биотоп-биоценоз

Содержание

 

Введение

1. Биотоп и биоценоз
1. Биотоп
2. Биоценоз
3. Связь биотопа и биоценоза
2. Пакет принципов связи биотоп-биоценоз
1. Принципы А.Тинемана

     2.2.    Принцип Г.М.Ф.Ранца

     2.3.    И.Иллиеса

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Биоценоз  и биотоп оказывают друг на друга  взаимное влияние, что выражается, главным  образом, в непрерывном: обмене энергией как между двумя составляющими, так и внутри каждой из них. 
Биоценоз и биотоп - два неразрывно связанных элемента, воздействующих друг на друга и образующих более или менее устойчивую систему, называемую экосистемой. 
Проникновение в биотопы с колеблющейся влажностью обычно сопровождается сдвигами характера активности. Многие амфибии приурочивают время активной деятельности к периодам наибольшей влажности. В умеренной зоне они наиболее активны ночью и после выпадения дождей. Виды, проникающие в аридные зоны (например, зеленая жаба), охотятся лишь ночью, когда влага конденсируется на почве и растительности, а остальное время проводят в норах грызунов с их устойчивым микроклиматом. Заселяющие пустыни Австралии лягушки Chiroleptes активны и размножаются только в период дождей, а остальную часть года проводят в оцепенении в вырытых ими глубоких норах. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Биотоп и биоценоз

1.1. Биотоп

Биотоп (от греч. βίος — жизнь и τόπος — место) — относительно однородный по абиотическим факторам среды участок геопространства (суши или водоёма), занятый определённым биоценозом. Характерный для данного биотопа комплекс условий определяет видовой состав обитающих здесь организмов. Таким образом, в наиболее общем смысле биотоп является небиотической частью биогеоценоза (экосистемы). В более узком смысле, по отношению к зооценозу, в термин включают и характерный для него тип растительности (фитоценоз), т. е. рассматривается как среда существования зооценоза. Биотопы объединяют в биохоры.

Совокупность геологических условий  образует литотоп, почвенных — педотоп, климатических — климатоп и так далее. Согласно моноклимаксной концепции, в пределах каждого биотопа с нарушенным в результате антропогенной деятельности или стихийных природных процессов биоценозом со временем формируется стабильное во времени климаксовое сообщество (биоценоз). Этот процесс (сукцессия) проходит через несколько стадий (например, стадий вторичного луга, кустарника, леса).

Концепцию биотопа в 1866 году выдвинул немецкий зоолог Эрнст Геккель в своей книге «Общая морфология организмов» (в которой он определил термин «экология»). В ней он подчеркивал важность понятия среды обитания в качестве предпосылки для существования организмов, объясняя, что в конкретной экосистеме её биота формируется факторами окружающей среды и взаимодействием между живыми организмами^[2]. Оригинальная идея биотопа была тесно связана с эволюционной теорией. А в 1908 году профессор Берлинского зоологического музея Ф. Даль (F. Dahl), ввёл сам термин biotop для обозначения концепции.

 

Биотоп вместе с сообществом живых организмов различных видов образуют экологическую  систему, или сокращенно экосистему. Главная ее особенность состоит  в том, что в ней длительное время поддерживаются вполне устойчивые взаимодействия (обмен веществом, энергией и информацией) между элементами живой и неживой природы. Таким  образом, в отличие от популяции  или даже сообщества экосистему можно  считать вполне самостоятельным  объектом, так как в ней имеются  все компоненты, необходимые для  ее длительного существования. Экосистемами являются лес, озеро, тундра и так  далее, но к ним следует отнести  и каплю воды со всеми ее обитателями. 
Биотоп - относительно однородное по абиотическим факторам среды пространство, занятое биоценозом. 
Многие биотопы не просто изменчивы то своей природе, а эфемерны. 
Дисбактериоз различных биотопов имеет различные клинические проявления. Дисбактериоз кишечника может проявляться в виде диареи, неспецифического колита, дуоденита, гастроэнтерита, хронических запоров. Дисбактериоз органов дыхания протекает в форме бронхитов, бронхиолитов, хронических заболеваний легких.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Биогеоценоз

 

Биогеоценоз – это совокупность однородных природных явлений на известном протяжении земной поверхности (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и микроорганизмов почвы, а также гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействия слагающих её компонентов, а также определённый тип обмена веществом   и энергией между собой и другими явления природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство находящихся в постоянном движении и развитии. 
В определение биогеоценоза экосистемы не могут быть включены, так как им не свойственны некоторые признаки данного определения. Экосистема, напротив, может включать несколько биогеоценозов. Иначе говоря, любой биогеоценоз является частью экологической системы, но не всякая экосистема может считаться биогеоценозом. Биогеоценоз ─ сугубо наземное образование, имеющее четко очерченные границы.   
Границы биогеоценозов определяются в горизонтальном направлении границами свойственных им фитоценозов и в зависимости от них могут быть либо хорошо очерчены, либо представлять континиум (непрерывное единство), а в вертикальном направлении – высотой надземных органов растений и глубиной проникновения их подземных частей. 
Биогеоценоз можно определить как участок земной поверхности, где на определенной территории биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы и педасферы остаются однородными, имеющими однородный характер взаимодействия между ними, и поэтому в совокупности образуют единый, внутренне взаимообусловленный комплекс. Это можно выразить следующим образом: 
 
Б_г = Б_ц+ Б_т , 
 
где Б_г  ─ биогеценоз, Б_ц ─ биоценоз, Б_т ─ биотоп. 
 
Б_ц = Ф_ц + З_ц , 
 
где Ф_ц ─ фитоценоз, З_ц ─ зооценоз.  
 
Б_т = Э_т  + К_т , 
 
где Э_т ─ эдафотоп, К_т ─ климатоп. 
 
При этом зооценоз понимается как всё животное население, обитающее в данном фитоценозе, включая и простейших. Поэтому, как правило, границы отдельного биогеоценоза определяются фитоценозом. Однако бывают случаи, когда эта роль принадлежит зооценозу. 
 
Под эдафотопом и климатопом понимаются участки почвы и части атмосферы, пространственно соответствующие биоценозу. При этом, говоря о литосфере, педасфере, гидросфере и атмосфере, надо иметь в виду режим процессов, характеризующих эти земные оболочки в пределах данного биоценоза, так как все названные компоненты биогеоценоза не представляют собой чего-либо постоянного или неизменного – они всё время сами развиваются и изменяются. 
Для каждого типа биогеоценоза характерна определенная выраженность воздействия на него космических, атмосферных,  гидрологических, биогенных, а иногда и геоморфогенных факторов, поэтому в характеристику типов биогеоценозов необходимо включить особенности не только их компонентов, но и влияющих на них факторов. 
Биогеоценоз развивается в том или ином направлении с той интенсивностью, которая полностью зависит от условий внешней среды по отношению к данному биогеоценозу, но основной движущей силой его саморазвития является не внешнее влияние, а внутренние противоречивые взаимодействия его компонентов. 
Биогеоценоз, как и биоценоз, рассматривается как сложная биокосная система, состоящая из трех главных компонентов, функционирующих как единое целое: 
1) совокупности аккумуляторов лучистой энергии Солнца – продуцентов первичного вещества, то есть фотосинтезирующих растений; 
2) совокупности гетеротрофных организмов (консументов и редуцентов) – потребителей органического вещества и заключенного в нем энергии; 
3) совокупности косных компонентов биогеоценоза – приземных слоев атмосферы и неорганической части почвы.  
В процессе жизнедеятельности автотрофные и гетеротрофные организмы, вместе составляющие биоценоз, непосредственно осуществляют фиксацию и дальнейшую трансформацию лучистой энергии Солнца, и биологический круговорот веществ в природной среде.  
Структурной основой или «каркасом» пространственного размещения структурных элементов биогеоценоза и его слагаемых является растительный компонент в составе биогеоценоза, способный аккумулировать солнечную энергию при синтезе органических веществ из неорганических соединений ввиду относительно равномерного распределения в пространстве материальных ресурсов (питательных веществ) для этого процесса, из-за «прикрепленного» образа их жизни. Это определяет хорошо выраженное структурное оформление растительных сообществ ─ вертикальное и горизонтальное их расчленение на так называемые ярусы и микрогруппировки. 
Биоценотическая деятельность компонентов биогеоценоза, обеспечивающая гомеостаз, проявляется в биогеохимических процессах превращения веществ и энергии внутри биогеоценозов и в обмене веществом и энергией между ними, включая также деятельность информационного характера (опыление, распространение семян и плодов и т.д.).  
 
Биогеоценотическая деятельность каждого компонента биогеоценоза протекает в следующих направлениях: 

• выполнение в процессе обмена веществом и энергией определенной работы, соответствующей его положению в биогеоценотической системе, работы;
• внесение в биогеоценоз в ходе своей жизнедеятельности продуктов метаболизма (обмена веществ) и заключенной в них энергии;
• выполнение некоторых информационных и других свойственных его природе функций;
• получение от других компонентов тех или иных материально-энергетических ресурсов.

 
Смена биогеоценозов на данном участке  земной поверхности может происходить  в других случаях: 

• во-первых, под влиянием развития более общего или более крупного единства, в состав которого входит данный участок земной поверхности, например, земного шара в целом или его отдельных частей, самостоятельно развивающихся;
• во-вторых, в зависимости от других, более близких или отдаленных, соседних явлений, которые с ним не состоят в органической связи и являются по отношению к нему внешними, посторонними (например, влияние человека, общее изменение климата и т.д.).

Особи разных видов существуют в биоценозах не изолированно; они  вступают между собой в разнообразные  прямые и косвенные отношения. Прямые отношения разделяют на четыре типа: трофические, топические, форические, фабрические.

Трофические отношения возникают  тогда, когда один вид в биоценозе  питается другим (либо мертвыми остатками особей этого вида, либо продуктами их жизнедеятельности). Божья коровка, питающаяся тлей, корова на лугу, поедающая сочную траву, волк, охотящийся на зайца, — это все примеры прямых трофических связей между видами.

Топические отношения  характеризуют изменение условий  обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого. Ель, затеняя  почву, вытесняет светолюбивые виды из-под своей кроны, ракообразные поселяются на коже китов, мхи и лишайники  располагаются на коре деревьев. Все  эти организмы связаны друг с другом топическими связями.

Форические отношения — участие одного вида в распространении другого. В этой роли обычно выступают животные, переносящие семена, споры, пыльцу растений. Так, обладающие цепляющимися шипами семена лопуха или череды могут захватываться шерстью крупных млекопитающих и переноситься на большие расстояния.

Фабрические отношения — тип связей, при которых особи одного вида используют для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки либо даже живых особей другого вида. Например, птицы строят гнезда из сухих веточек, травы, шерсти млекопитающих и т.п. Личинки ручейников для строительства своих домиков используют кусочки корыпесчинки, обломки раковин или же сами раковины с живыми моллюсками мелких видов.

Примером косвенных межвидовых отношений могут служить следующие. Насекомоядные птицы не питаются растениями, но поедают многих насекомых, которые кормятся листьями или опыляют цветки. Поедая насекомых-опылителей, птицы косвенным образом воздействуют на число производимых деревом плодов, т.е. на количество пищи, доступной животным, которые питаются плодами и проростками, на хищников и паразитов этих животных и т.д.

Из всех типов биотических  отношений между видами в биоценозе  наибольшее значение имеют топические и трофические связи, поскольку  они удерживают друг возле друга  организмы разных видов, объединяя  их в достаточно стабильные сообщества разного масштаба.

Следовательно, биогеоценоз  является важной структурно-функциональной и материально-энергетической единицей биосферы, в которой совершаются  обменные процессы, характерные для  биогеохимической деятельности биосферы в целом. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Связь биотопа и биоценоза

Территория, занятая растительной ассоциацией  и связанным с ней животным населением, называется биотопом. Вся  совокупность организмов, населяющих биотоп, представляет собой его б  и о ц е н о з. Все организмы, входящие в состав биоценоза, находятся в очень сложных взаимоотношениях друг с другом. Они связаны между собой или непосредственно, или косвенно через другие органические формы и неорганическую среду.^ Поэтому биоценоз и его свойства не являются просто суммой составляющих его организмов и их свойств. Он представляет собой качественно особое явление природы, которому свойственно изменять среду, и притом в определенном направлении.

Биоценоз  и биотоп невозможно оторвать друг от друга, об этом свидетельствует ряд  принципов их взаимосвязи. 
Биоценоз и биотоп оказывают друг на друга взаимное влияние, что выражается, главным образом, в непрерывном обмене энергией как между двумя составляющими, так и внутри каждой из них. 
Благодаря разнообразию биотопов неритовый фитопланктон в целом значительно богаче по видовому составу, чем океанический. В жизненном цикле многих видов неритового планктона хорошо выражена донная фаза (стадия покоя), что в условиях умеренных широт определяет более четкую сезонную сменность (сукцессию) фитопланктона. 
Среди обитателей биотопов с устойчиво высокой влажностью большое число видов относится к уже упоминавшийся категории растений. Содержание воды в тканях у таких видов очень изменчиво и зависит от влажности среды. Влагообмен идет через поверхность тела. При высыхании растение переходит в состояние оцепенения. 
Так, биотопом популяций лесных видов животных и растений является лес. Более крупные территориальные единицы, являющиеся элементами географического ландшафта, носят название биохоров. 
В конце градации биотоп бывает сплошь заражен полиэдрами и источником инфекции являются лесная подстилка и кора деревьев. В течение следующих двух лет этот материал способен заразить и уничтожить новую развивающуюся популяцию. В последующие годы число случаев заражения постепенно сокращается, и наконец, заражение совсем прекращается. Переселившиеся из смежных биотопов в бывший очаг болезни особи откладывают яйца, из которых развивается здоровая популяция. С увеличением числа контактов между особями в биотопе зараженность популяции возрастает, и появляются первые случаи открытой инфекции. Стимулом для массовой гибели всей популяции от полиэдроза является не столько степень заражения популяции, сколько неблагоприятные погодные условия. Когда погода остается нормальной, массовая гибель насекомых может задержаться на год или больше. 
Влияние, которое биотоп оказывает на биоценоз, называется акцией. Проявляясь весьма разнообразно, например, через влияние климата, она способна вызвать самые разные последствия: морфологические, физиологические и экологические адаптации, сохранение или исчезновение видов, а также регуляцию их численности.

Если в биоценозе все  входящие в его состав виды взаимодействуют  между собой и с абиотическими  факторами биотопа, то и последние  также влияют друг на друга. Поэтому  в биотопе всегда имеется взаимодействие всех компонентов как органической, так и неорганической природы. В  результате формируется определенная саморегулирующаяся подвижная экологическая  система (экосистема), которую акад. В. Н. Сукачев называет биогеоценозом. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Пакет принципов связи биотоп-биоценоз

2.1. Принципы Тинемана

Первый принцип был установлен в 1918 году Августом Тинеманом. Он гласит: чем разнообразнее условия биотопа, тем больше число видов соответствующего биоценоза. Хорошим примером может служить тропический лес: чрезвычайное многообразие экологических ниш в различных ярусах растительного покрова и почвы, множество видов деревьев и кустарников и ровный, без резких колебаний климат приводят к тому, что в этом местообитании обитает наибольшее число видов животных. Тысячи видов насекомых и многие десятки видов птиц живут рядом, занимая каждый свою экологическую нишу, и поэтому могут существовать одновременно. И как следствие многообразия-малая численность особей отдельных видов, поэтому в тропическом лесу, как известно всем коллекционерам насекомых, легче собрать сотню различных видов, нежели поймать сотню бабочек одного вида. И наоборот, согласно этому принципу, в крайне однообразных и постоянных местообитаниях, таких, как, скажем, грунтовые воды, глубоководные зоны океанов или пустыни, в немногих нишах представлено небольшое число видов, зато численность особей часто бывает весьма значительной.  Второй принцип также сформулирован в 1918 году Августом Тинеманном: чем больше условия биотопа отклоняются от нормы и от свойственного организмам оптимума, тем беднее видами и специфичнее биоценоз (тем выше численность особей отдельных видов). «Отклонение от нормы», о котором идет речь, характерно прежде всего для тех биотопов, где условия климата далеки от благоприятных: соленые озера, горячие источники, бедные кислородом глубины озер, а также полярные ледяные пустыни и высокогорья. Распространяется это и на местообитания, разрушенные человеком: загрязненные водоемы и индустриальные ландшафты сохранили жалкие остатки исходной фауны; опустевшие экологические ниши заполонили немногие «любители грязи» (сапробионты). Следовательно, число особей и число видов обратно пропорциональны. В оптимальных условиях межвидовое напряжение (конкуренция) усиливается; каждый вид воздействует на другой как лимитирующий (или регулирующий) фактор. В неблагоприятных или однородных условиях межвидовая конкуренция при небольшом числе видов, как правило, отсутствует. Отношение между числом особей и числом видов определяется при помощи параметра. Индекс Фишера-Корбета-Вильямся, так называемый параметр α по Р. Фишеру, А. Корбету и К. Вильямсу (1973).

Устанавливается по уравнению: где S — число видов, N — число особей в биоценозе, LOg — Неперов логарифм, α — показатель видового разнообразия.

Параметр α имеет фундаментальное  значение для определения соотношения  между числом особей и числом видов  в биоценозе (см. Биоценотические принципы Тинемана). Установлено, что в биоценозах большое значение α означает большое число редких видов (с небольшой плотностью) по сравнению с часто встречающимися видами с большой плотностью популяций; наоборот, малое значение α означает, что в биоценозе число часто встречающихся видов больше редких видов, т. е. биоценоз характеризуется низкой степенью видового разнообразия. Вариации α зависят от двух величин: числа видов и их эквитабельности в нем. Эквитабельность (от лат. aequitas — равномерность), биоценотический показатель, представляющий собой сравнительно стабильные численные отношения между особями в биоценозе. Степень эквитабельности означает разницу между плотностями популяций. Биоценотическое правило  Ивлева. В. С. Ивлев (1955) выявил экологическое правило, согласно которому межвидовое напряжение гораздо значительнее, чем внутривидовые отношения (отношения между особями внутри каждого вида). Биоценотическое правило Ивлева дополняет биоценотические принципы Тинемана. Фитоценотические принципы Жаккара, сформулированные П. Жаккаром (1928) экологические принципы, согласно которым: 1) видовое богатство территории пропорционально разнообразию экологических условий; 2) экологическое разнообразие, зависящее от условий биотопа, климата, почвы, рельефа и т. д., возрастает с увеличением площади (пространства) и падает по мере увеличения однообразия условий, за исключением зависимости от экстремальных показателей температуры, рядности или концентрации солей. Дополняют биоценотические принципы Тинемана. Правило Крогеруса, правило, согласно которому в биотопах с экстремальными условиями доминируют строго специализированные (стенотопные) виды с относительно большим количеством особей. Выдвинуто Р. Крогерусом (1932). Правило Крогеруса дополняет биоценотические принципы Тинемана.