Вертикальная и горизонтальная структура биоценоза кратко

Обновлено: 07.07.2024

Все животные, растения, микроорганизмы и грибы, существующие на конкретной местности в воде или на суше, в совокупности представляют собой биоценоз. Это целостная и динамичная система, которая обладает строгой структурой. Один из принципов организации биоценоза это – ярусность. Проявляется она в закономерном расположении элементов природы по вертикали. Иными словами, это размещение всех растений и организмов на определенных уровнях.

Ярусность – это результат длительных эволюционных процессов. Благодаря ей, на одном квадратном метре может жить большое количество различных существ. Если бы они занимали одну нишу, им просто не хватило бы места и пищи. Рассредоточившись на различных высотах и приспособившись к обитанию на них, они смогли значительно повысить свои шансы на выживание и уменьшили конкуренцию между собой.

Пространственная ярусность бывает наземной и подземной. В первом случае, к ней относят всех организмов, которые живут на земле и над ее поверхностью. Во втором – обитателей различных глубин грунта.

Биоценоз определение и общая характеристика

Совместное существование нескольких групп организмов, обитающих на определенной территории и образующих различные связи друг с другом, носит название биоценоза. Каждый биоценоз ограничен своим биотопом.

Все живые организмы находятся в тесных взаимоотношениях с окружающей средой. Причем на одной территории могут обитать представители разных биологических видов. В результате такие сообщества на протяжении длительного времени образуют устойчивые системы, различной протяженности.

Внутри биологического сообщества протекают процессы самовоспроизведения и саморегуляции. Таким образам, биоценозы – продуценты живого вещества.

Ярусность растений

В растительном сообществе каждый уровень представляет группу видов, которые имеют примерно одинаковую высоту своих органов: стеблей, листьев, цветков, а также корней, клубней, корневищ. Выделяют около пяти ярусов, которые, как правило, образованы разными жизненными формами:

Древесный (иногда делится на верхний и нижний).
Кустарниковый.
Кустарниково-травяной.
Мхово-лишайниковый.

Деревья представляют самый высокий уровень. В лесу они побеждают в борьбе за солнечный свет, получая основную его часть. Выше всего поднимаются березы, дубы, буки, грабы, сосны и ели, а также секвойи, кедры, пальмы. Ниже размещаются кустарники и карликовые деревья, формируя подлесок. Они представлены орехом, рябиной, яблоней и т. д.

Следующий уровень занимают травянистые растения и низкие кустарники. Здесь могут быть различные ягодные виды, целебные травы и цветы. В наших лесах этот ярус представляют ландыши, крокусы, зверобой, брусника, черника и другие виды. Под ними, как правило, располагаются разнообразные мхи и лишайники.

Вне леса, на открытой местности, многие породы подлеска могут занимать наивысшие уровни, так как не испытывают конкуренции от других деревьев. В пустынях и тундрах самый высокий ярус часто представляют кустарниковые формы и травы, иногда – только мхи и лишайники.

Горизонтальная структура биоценоза (мозаичность)

Неоднородность почвенных условий, рельефа, деятельность человека определяют характер горизонтального распределения видов в биотопе — горизонтальную структуру биоценоза. Под действием вышеуказанных факторов в биоценозе происходит формирование растительных микрогруппировок. Например, в луговых биоценозах можно обнаружить микрогруппировки бобовых, злаков, сложноцветных. Они различаются видовым составом, соотношением численности видов, продуктивностью, биомассой и т. д. В каждой такой растительной микрогруппировке формируется определенный микроклимат, видовой состав животных, грибов и микроорганизмов. Совокупность всех этих компонентов, связанных трофическими и топическими связями, является структурной единицей горизонтальной структуры биоценоза. В лесном биоценозе, например, четко видны различия между опушкой леса и поляной. Существенно отличаются участки леса с выраженным кустарниковым подростом и со сплошным моховым покровом или с покровом из черничника. Таким образом, горизонтальная структура биоценоза является отражением разнообразия условий окружающей среды в биотопе в горизонтальном направлении.

Благодаря формированию горизонтальной структуры биоценоз более полно использует возможности биотопа. В нем активно потребляются пищевые ресурсы, увеличивается количество видов и, как следствие, возрастает стабильность биоценоза.

Пространственная структура биоценоза — расположение видов в вертикальном (ярусность) и горизонтальном (мозаичность) направлениях. Вертикальная структура формируется благодаря наличию растений разной высоты, образующих ярусы. В биоценозах различают надземную и подземную ярусность. Горизонтальная структура биоценоза формируется вследствие неоднородности почвы и рельефа в биотопе.

Животный мир

В животном мире ярусность касается не роста организмов, а высот, на которых они обитают. Обычно выделяют:

Геобии.
Герпетобии.
Бриобии.
Филлобии.
Аэробии.

Геобии – это все обитатели почв. К ним относятся как совсем мелкие животные вроде червей, мокриц и микроорганизмов, так и крупные землероющие виды – слепыши, кроты, цокоры, суслики, тушканчики.

Верхние слои почвы и лесной подстилки населяют герпетобии, а мхи – бриобии, и к тем и к другим могут относиться улитки, жуки, клещи, безногие земноводные.

Филлобии – это жители трав и кустарников. Они представлены всевозможными беспозвоночными, паукообразными, пресмыкающимися, различными млекопитающими и птицами, которые гнездятся в зарослях.

Самые высокие ярусы населяют аэробии. К ним относятся многие птицы, белки, летучие мыши, обезьяны, различные гусеницы и другие насекомые.

Ярусность относится не только к суше, проявляется она и в водной среде. Морские и речные организмы разделяют на поверхностные (планктон), пелагические (лососи, акулы, дельфины, медузы), донные или бентос (мидии, раки, крабы, скаты, камбалы).

Биоценоз пустыни

Для растительности пустынь характерны ксерофильные деревья и кустарники с мелкой, иногда чешуевидной листвой, и сильно развитой корневой системой (саксаулы, акации).

Особенно распространены суккулентные растения, свойства которых заключаются в накапливании запасов воды (кактус).

Бодрствование по ночам — такой образ жизни лучше всего подходит для беспозвоночных организмов, так они защищаются от перегрева. Альтернативный вариант – обитание в почвенном ярусе, где находятся большие запасы питания в виде подземных растений.

Мелкие виды живут и питаются в норках грызунов. В пустыне очень много насекомых – жуки, навозники, скарабеи, муравьи, клопы.

Условия для жизни пресмыкающихся более широки. Высокая температура здесь играет небольшую роль. Ведь не отменено преобладание пустынных ящериц и змей, которые в большинстве своем не переносят продолжительное время температуру выше 40 градусов.

Проблемы в классификации

Ярусность – это очень относительное понятие. Она проявляется по-разному, в зависимости от особенностей местности. Например, во влажных экваториальных лесах существует огромное количество видов организмов, поэтому разграничить их на уровни бывает довольно сложно.

Проще всего это сделать в лесах, которые созданы одним видом деревьев. Особенно хорошо ярусность прослеживается в дубравах, кедровых и березовых рощах, ельниках, борах. А вот на лугах все не так однозначно. Там травы и мхи могут создавать дополнительные уровни, границы между которыми тоже не слишком заметны.

Биоценоз леса (дубравы)

Дубрава существует на протяжении сотен лет, устойчива и заселена разнообразными видами организмов. Лес охватывает определенную масштабную территорию со стабильными абиотическими факторами.

Между видами существует устойчивая тесная связь, относительно сложившийся цикл саморегуляции.

В состав дубравы входят все три необходимые экологические группы.

Налажено использование органических веществ и энергии, стабилизировалась саморегуляция. Механизм саморегуляции, являющийся главным компонентом в таком биоценозе, означает совместное обитание различных видов организмов с разными способами питания.

Численность каждого вида поддерживается, не происходит полного уничтожения. Организмы приспособлены ко всем факторам внешней среды.

Экологически-пищевые связи

Представленное разнообразие растений, способных производить огромное количество органического вещества, служащего пищей, становиться одной из причин развития в широколиственных лесах многочисленных потребителей мира животных начиная от простейших до позвоночных — млекопитающих и птиц.

Пищевая цепь млекопитающих представлена таким образом:

Травоядные мышевидные грызуны, зайцы, а также копытные служат добычей хищникам: волку, лисице, горностаю, ласке и кунице.
Все разновидности позвоночных, в свою очередь, служат средой обитания и непосредственным источником питания для паразитов: насекомых и клещей, круглых и плоских червей, простейших, бактерий.

Пищевые цепи в широколиственных лесах переплетаются в сложнейшие пищевые схемы, исключение одного из видов животных на структуру биоценоза леса существенно не влияет.

Структура лесного биоценоза

Лесной биоценоз может быть рассмотрен с разных точек зрения.

Основная биоценотическая схема – структурное представление экосистемы:

Структуры биогеоценоза леса
Пространственная структура		Видовая структура биогеоценоза	Трофическая структура
Горизонтальная	Вертикальная	Разнообразие видов	Пищевые цепочки
Группы растений, представляющих фитоценоз, общность в рамках отдельных биотопов, территорий.	Растения, животные, грибы, жители микромира обитают на разных ярусах системы.	Вклад функциональных групп организмов общую систему, соотношение биомассы различных популяций.	Обеспечение устойчивости, сохранения баланса экосистемы.

Состав биоценоза

Биологическое единство формируется на основе взаимодействия фитоценоза, зооценоза и микробиоценоза. Фитоценоз представляет основу биоценоза, в нем протекают процессы создания и переработки органического вещества. От фитоценоза зависит облик, структура, климат и видовое разнообразие конкретного единства. В подобном единстве существуют положительные и отрицательные взаимодействия. Главным качеством фитоценоза является устойчивость во времени: он способен поддерживать собственное существования без постороннего вмешательства.

Совокупность различных видов живых существ, обитающих в одном биологическом сообществе, называют зооценозом. Ему тоже отведена важная экологическая роль. Зооценоз участвует в ускорении преобразования энергии, сохраняет структуру фитоценоза. У каждого вида животных есть определенная функция.

Под микробиоценозом подразумевают совокупность всех микроорганизмов, которые существуют в условиях одного сообщества. Сюда входят существа как растительного, так и животного происхождения.

Структура растительных сообществ

Структура растительного сообщества – это распределение надземной и подземной биомассы растений в пространстве. Она определяется надземной и подземной ярусностью, синузиальностью и мозаичностью фитоценоза.

Ярусность (надземная и подземная) это распределение органов растений различных видов на разных высотах над землей и на разных глубинах в почве.

Распределение видов растений по надземным ярусам зависит от создаваемых ими же условий освещенности, в меньшей степени температурного режима и влажности.

Каждый ярус образован растениями одинаковой высоты, с близкой потребностью в освещении.Растения разных ярусов оказывают друг на друга сильное влияние. Воздействие верхних ярусов на нижние заключается в уменьшении освещенности и регуляции микроклимата. Растения нижних ярусов оказывают на них более слабое воздействие – через изменение водного режима, процессы почвообразования и т.д. Существует и внеярусная растительность:

лианы,
эпифиты,
подрост деревьев.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Подрост определенной высоты, как и растения, низкорослость которых определяется действием внешних по отношению к фитоценозу факторов, относят к пологу. По В.Н. Сукачеву (1930) это временный ярус, включающий молодые растения или растения угнетенные внешними по отношению к фитоценозу факторами.

Бывает и ситуация невыраженной ярусности, в случае разновысотности растений в условиях низкой сомкнутости древостоя.

В лесу обычно выделяют 2-3 яруса деревьев, 1-2 яруса кустарников, до трех ярусовтрав, один ярус напочвенного покрова.

Среди древесных ярусов сообщества обычно существует главный, он определяет условия функционирования всего фитоценоза. Это обычно верхний древесный ярус. Однако иногда эдификаторным ярусом является нижний, например ярус сфагновых мхов на верховых болотах.

Подземная ярусность растительных сообществ изучена слабее, чем надземная. Ярусное распределение корней зависит от особенности увлажнения почвы, ее плодородия, аэрации. По глубине проникновения корней в почву и размещения активной части корневых систем в лесах обычно выделяют три-шесть подземных ярусов.

Они, как и надземные ярусы, взаимно влияют друг на друга путем перехвата поверхностных или глубинных вод и различных корневых выделений. В засушливых экосистемах нередко корни многократно превышают по биомассе надземные органы растений.

Корневые системы здесь смыкаются, в отличие от пространственно разобщенных надземных органов, и взаимодействие особей осуществляется только за счет подземных ярусов.

Горизонтальная структура фитоценоза

Фрагменты растительного сообщества, различающиеся особенностями строения, носят целый ряд близких по смыслу названий:

микроценозы,
микрофитоценозы,
микроассоциации,
микрогруппировки,
парцеллы,
ценоэлементы.

Примеры биоценоза

Возникший естественным путем луг отличается однородным рельефом. Доминирующими организмами в нем являются травы. Первый ярус представлен низкорослыми многолетниками, в том числе клевером, будрой, мышиным горошком. На втором ярусе растут злаковые культуры: мятлик, тимофеевка, тысячелистник, кострец безостый.

Большинство растений являются медоносами, поэтому на лугах летом много пчел, бабочек и шмелей. Зеленью питаются насекомые, в том числе гусеницы, кузнечики и жуки. Земноводные и пресмыкающиеся животные служат источником пищи для хищных птиц и крупных млекопитающих.

Искусственный биоценоз

Это совокупность живых организмов, сформированная и поддерживаемая непосредственно человеком.

Среди них известны агроценозы – сообщества, которые создаются человеком в целях получения каких-либо продуктов.

К ним относят: водохранилища, пастбища, искусственные лесопосадки и др.

Подобные сообщества экологически неустойчивы, им нужно постоянное наблюдение, отличаются низким видовым разнообразием, отсутствием саморегуляции организмов. Необходимо постоянное вмешательство человека (борьба с вредителями, сорняками, удобрения).

Роль различных видов животных в биоценозе

Различные виды животных в биоценозе лиственного леса имеют неодинаковое значение, например, при исчезновении травоядных парнокопытных: косуль, оленей, лосей – не слишком отразилось бы на экосистеме в целом, так как их численность (биомасса) не была значительной в круговороте веществ.

Однако если б из леса пропали растительноядные насекомые, то последствия были бы куда серьезнее, по той причине, что насекомые выполняют важнейшую роль в биогенезе: они осуществляют опыление растений, являются участниками разрушения пади, а также являются основой многих других звеньев пищевой цепи.

Роль птиц в лесном биоценозе очень велика, поскольку они берут непосредственное участие в уничтожении вредных насекомых, в этом они занимают первенство, даже в сравнении с хищниками и паразитами.

Существует правило экологической пирамиды, в котором описывается закономерность: количество растительных веществ, служащих основой цепи питания, всегда во много раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а массовая доля каждого элемента из последующих звеньев пищевой цепочки уменьшается.

Посмотрите видео: Биогеоценоз водоема, его биотические и абиотические факторы

Роль биоценоза

Биологические сообщества благодаря постоянному превращению энергии обеспечивают круговорот веществ в природе. Крупные биоценозы являются источником кислорода, задерживают вредные газы и пыль. Биоценозы водоемов — это источники питьевой воды. Антропогенная деятельность приводит к разрушению естественных биологических единств. На их восстановления уходят века. Человек страдает от таких катастроф в первую очередь.

Виды распределяются в пространстве в соответствии с их потребностями и условиями местообитания. Такое распределение в пространстве видов, составляющих биоценоз, называется пространственной структурой биоценоза. Различают вертикальную и горизонтальную структуру биоценоза.

Вертикальная структура биоценоза образована отдельными его элементами, особыми слоями, которые называются ярусами. Ярус - совместно произрастающие группы видов растений, различающиеся по высоте и положению в биоценозе ассимилирующих органов (листья, стебли, подземные органы - клубни, корневища, луковицы и т.п.). Как правило, разные ярусы образованы разными жизненными формами (деревьями, кустарниками, кустарничками, травами, мхами). Наиболее четко ярусность выражена в лесных биоценозах. Так, первый ярус здесь обычно формируют самые большие деревья с высоко расположенной листвой, которая хорошо освещается солнцем. Неиспользованный свет может поглощаться деревьями поменьше, образующими второй, подпологовый, ярус. Около 10 % солнечной радиации перехватывается ярусом подлеска, который образуют различные кустарники, и только от 1 до 5 % - растениями травяного покрова (травяно-кустарничковый ярус). Напочвенный слой мхов и лишайников формирует мохово-лишайниковый ярус. Итак, схематично в лесном биоценозе выделяется 5 ярусов.

Подобно распределению растительности разные виды животных в биоценозах также занимают определенные уровни. В почве живут почвенные черви, микроорганизмы, землеройные животные. В листовом опаде, на поверхности почвы живут различные многоножки, жужелицы, клещи и другие мелкие животные. В верхнем пологе леса гнездятся птицы, причем одни могут питаться и гнездиться ниже верхнего яруса, другие - в кустарниках, а третьи - возле самой земли. Крупные млекопитающие обитают в нижних ярусах.

Ярусность наблюдается также в биоценозах океанов и морей. Разные виды планктона держатся на разной глубине, в зависимости от освещения, а разные виды рыб - в зависимости от того, где они находят себе пропитание.

Горизонтальная структура биоценоза. Живые организмы распределены в пространстве неравномерно. Обычно они составляют группировки, что является приспособительным фактором в их жизни. Расчлененность в горизонтальном направлении - мозаичность - свойственна практически всем биоценозам. Примеров такого распределения можно привести множество. Огромными косяками передвигаются с места на место многие виды рыб. В большие стаи собираются водоплавающие и воробьиные птицы, готовящиеся к дальним перелетам. Североамериканские олени карибу в условиях тундры образуют огромные стада. В южноамериканских тропиках группы муравьев, вооруженные могучими челюстями и жалами, выстраиваются фронтом 20-метровой ширины и идут в атаку, истребляя всех, кто замешкался и не в силах спастись бегством.

Такие же примеры можно привести и для растений: пятнистое размещение особей клевера на лугу, пятна мхов и лишайников, скопление кустарничков брусники в сосновом лесу, обширные пятна кислицы в еловом лесу, земляничные поляны на светлых опушках.

В природе все подчиняется определённым закономерностям. Условия среды и потребности видов влияют на то, как вид расположен в природе — пространственную структуру биоценоза. В рамках этой структуры различают вертикальную и горизонтальную структуру.

Вертикальная структура биоценоза

Вертикальную структуру биоценоза мы можем увидеть в любом лесу. Приходим в парк, или в дубраву и замечаем ярусы. Чем они представлены? Прежде всего группами видов растений, разных по высоте и расположению вегетативных органов. Как вы знаете, у растений имеется общий внешний облик — жизненные формы. Ярусы сформированы различными жизненными формами.

В лесах первый ярус часто формируют большие деревья с высоко расположенными листьями и длинными стволами. Они получают много энергии солнца. В дубраве этот ярус составляют дуб, липа, ясень (известный нам по количеству хромосом, как у человека). У них довольно крупные листья.

Остаток света потребляют деревца поменьше. Они формируют второй, подпологовый, ярус. В него чаще входят такие растения дубравы, как клён, рябина, вяз.

Третий ярус — ярус подлеска. Он поглощает всего около 10 процентов энергии солнца. Его создают кустарники, например, орешник (лещина), крушина, шиповник, калина.

До 5 процентов солнечной энергии поглощается растениями четвёртого яруса. Его ещё называют травяно-кустарничковым ярусом. Какие растения здесь представлены? Это травы-многолетники: вороний глаз, копытень европейский, ландыш майский, зеленчук зелёный, гусиный лук, хохлатка.

Пятый ярус — мохово-лишайниковый ярус, включающий также и грибы. Значит, в лесном биоценозе дубравы имеется 5 ярусов.

Горизонтальная структура биоценоза

Мозаичность представляет собой расчленённость в горизонтальном направлении, что является основой для горизонтальной структуры сообщества живых организмов. К примеру, рыбы передвигаются косяками, птицы летят стаями, олени образуют стада. Для растений подобная структура также характерна: специфическое размещение клевера на лугу, скопление брусники и кислицы в лесах, поляны земляники на опушке леса.

В этом проявляется горизонтальная структура биоценозов. Она может быть очень стабильной, либо изменчивой во времени в зависимости от времени суток, сезона года.

Зачем существует мозаичность? Цель в том, чтобы полнее использовать различные местообитания организмов в природе. У организмов повышается выживаемость, появляется оптимальный доступ к пищевым ресурсам, что способствует увеличению численности видов, распространению организмов.

Читайте также: