Какова причина смены биоценозов и как она осуществляется кратко

Обновлено: 04.07.2024

Вопрос 1. Какие признаки вы можете предложить для характеристики биогеоценоза?
Характеристика биогеоценоза:
1) видовой состав;
2) плотность популяции;
3) интенсивность воздействия абиотических и биотических факторов.

Вопрос 2. Как на жизнедеятельности организмов проявляется взаимодействие абиотических факторов среды?
По отношению к факторам среды различают виды теплолюбивые и холодоустойчивые, влаго- и сухолюбивые, приспособленные к высокой и низкой солености воды. Отклонение интенсивности одного какого либо фактора от оптимальной величины может сузить пределы выносливости к другому.
Правило Либиха
Фактор, находящийся в недостатке или избытке по сравнению с оптимальной величиной, называют ограничивающим, поскольку он делает невозможным процветание вида в данных условиях.
Например, низкая влажность делает экваториальные пустыни малонаселенными, хотя по остальным факторам (освещенность, температура, наличие микроэлементом) показатели удовлетворительны.

В опрос 3. В чем заключается негативное воздействие ионизирующего излучения на живые организмы?
Наиболее губительное действие ионизирующее излучение оказывает на более высокоразвитые и сложные организмы, причем человек отличается особой чувствительностью к воздействию. Большие дозы, получаемые организмом за короткое время (минуты, часы), называют острыми в противоположность хроническим дозам, которые организм мог бы выдержать на протяжении всего жизненного цикла. Любое превышение уровня излучения в среде над фоновым или даже естественный высокий фон может повысить частоту мутаций. У высших растений чувствительность к ионизирующему излучению прямо пропорциональна размеру клеточного ядра. У животных такой простой зависимости нет; для них наибольшее значение имеет чувствительность определенных органов и систем. Так, млекопитающие чувствительны даже к низким дозам вследствие легкой повреждаемости облучением костного мозга и эпителия кишечника. Радиоактивные вещества могут накапливаться в почве, воде, воздухе и в телах самих живых организмов. Передаваться и аккумулироваться при передаче по пищевой цепи.

Вопрос 4. Каково значение для устойчивости биоценоза его видового разнообразия?
Чем богаче видовой состав биоценоза, тем устойчивее сообщество в целом.

Вопрос 5. Что такое экологическая пирамида и каковы направления отбора на каждой ее ступени?
Правило экологической пирамиды
Масса каждого последующего звена в трофической цепи прогрессивно уменьшается.
Это происходит потому, что в каждом звене пищевой цепи при каждом переносе энергии 80—90% ее теряется, рассеиваясь в форме тепла. В среднем из 1 тыс. кг зелёных растений образуется 100 кг тела травоядных животных. Хищники могут поглотить из этого количества пищи только 10 кг своего тела. Соответственно и количество животных на каждой последующей ступени пирамиды меньше. Графически это правило нашло отражение в экологических пирамидах. Выделяют пирамиды численности, отражающие число особей на каждом этапе пищевой цепи, пирамиды биомассы, отражающие количество синтезированного на каждом уровне органического вещества, и пирамиды энергии, демонстрирующие количество энергии в пище на каждой ступени.

Вопрос 6. Назовите причины смены биоценозов?
В природе менее устойчивые биогеоценозы со временем сменяются более устойчивыми. Их смена определяется тремя факторами:
1) упорядоченным процессом развития сообщества — установлением в нем статичных взаимоотношений между видами;
2) изменением климатических условий;
3) изменением окружающей среды под влиянием жизнедеятельности организмов, составляющих сообщество.

Для любой экосистемы характерны непостоянство и изменчивость. Природа периодически меняется, принимая новую форму и образуя качественные связи между живыми организмами. Биогеоценоз является примером типичной экосистемы, для которой характерно большое количество связей между животными, растениями и микроорганизмами.

Что такое биогеоценоз

Если взять любой участок земли, на котором хотя бы в каком-то виде присутствует жизнь, можно обнаружить много видов организмов, связанных между собой с помощью круговорота энергии и веществ. Такие биотопы, т. е. участки суши, называются биогеоценозами. Это один из видов экосистемы, для которого характерны все признаки последней:

Чтобы определить, какие причины вызывают смену биогеоценозов, необходимо понимать целостность и сложность организации этой природной системы. Ее составляющими являются животные, растения, грибы, бактерии и другие микроорганизмы. Между ними образуются тропические, трофические, фабрические, топические связи, которые являются основой круговорота органических и неорганических веществ.

Пищевые цепочки – это основной способ передачи энергии между организмами. Они бывают пастбищные и детритные, сильноразветвленные и слаборазветвленные, с большим количеством звеньев и с малым количеством звеньев. Все это в совокупности наделяет биогеоценоз способностью к саморегуляции и самовоспроизведению.

Круговорот веществ в биогеоценозе

Каковы причины смены биогеоценозов? В первую очередь это круговорот веществ. Минеральные и органические вещества являются важной составляющей каждой экосистемы. Например, растения выделяют кислород, который нужен для дыхания животных. В свою очередь животные выделяют в атмосферу углекислый газ, который необходим растениям для процесса фотосинтеза. Этот простейший пример показывает, насколько тесно связаны организмы между собой.

Причины смены биогеоценозов часто кроются в исчезновении одного из звеньев цепи питания. Круговорот органического вещества протекает в сообществе по следующей схеме: продуценты синтезируют органику, консументы ее потребляют, а редуценты переводят органические остатки консументов в материал для нового синтеза белков, жиров и углеводов.

Соответственно, среди консументов выделяют травоядных животных и хищников. Если резко возрастает количество хищников, то травоядные животные исчезают из экосистемы. Если они были единственным источником пищи, хищники также могут погибнуть от голода. Если же количество травоядных животных преобладает, то и скорее заканчиваются запасы их корма. Эти примеры показывают, какие причины вызывают смену биогеоценозов: отсутствие одного из звеньев любого круговорота может приводить к дальнейшему саморазрушению экосистемы. Поэтому для ее сохранения важны такие понятия, как взаимозаменяемость и разнообразие видов организмов.

Изменения в биогеоценозах. Главные причины смены

1. Нормальные природные процессы внутри сообщества (сукцессия).

2. Антропогенные факторы: вырубка лесов, осушение болот, в более масштабном смысле – загрязнение атмосферы и водоемов.

3. Воздействие каких-либо климатических аномалий: сушь, сильные морозы, бураны и шторм (катастрофические факторы).

В сегодняшних реалиях влияние антропогенного фактора на экосистемы и природу в целом резко возросло. Сейчас только в отдаленных уголках можно наблюдать естественную смену одного биотопа другим.

Каковы причины устойчивости и смены биогеоценозов?

Устойчивость экосистемы определяется несколькими факторами, которые зависят от уровня ее организации, территории, количества различных видов организмов. Вот основные критерии, по которым можно судить об устойчивости биогеоценоза:

1. Степень замкнутости круговорота веществ.

Чтобы экосистема дольше сохранилась, все вещества должны быть вписаны в общий круговорот обмена. Если органика и неорганика каким-либо образом вымывается, не востребована в популяции животных или растений данной среды, то происходит постепенный отток веществ из экосистемы. И наоборот, если все пищевые цепочки имеют по несколько звеньев, а для каждого органического или неорганического вещества есть потребитель, то в результате сохраняется постоянный состав сообщества.

По этому признаку в целом можно определить, какие причины вызывают смену биогеоценозов.

2. Тип внутреннего круговорота веществ.

Здесь экосистемы делятся на три группы: независимые, зависимые и подчиненные. Независимые биогеоценозы располагаются вблизи источников воды, что дает возможность получать влагу без каких-либо затруднений. Зависимые экосистемы располагаются в таких местах, где поступление воды затруднено и происходит в определенные промежутки времени (например, биоценозы скал или пустынь). К последней группе относятся такие территории, которые располагаются в низинах и получают только ту влагу, которая скапливается там после выпадения осадков.

3. Скорость протекания обмена веществ

Еще одна важная характеристика устойчивости экосистемы, которая зависит от скорости распада и синтеза органических веществ. Чем выше этот показатель, тем дольше биогеоценоз может просуществовать.

Катастрофические смены экосистемы

Независимо от того, какие причины вызывают смену биогеоценозов, климатические изменения и аномалии могут губительно сказаться на любом из них. Примерами служат выжженные из-за засухи леса, потопы, молнии и сильный ветер, которые разрушают деревья и могут вырвать их с корнем.

Стадии развития биогеоценозов

Сукцессия – это естественная смена одного биогеоценоза другим. Любая экосистема способна претерпевать изменения в своем составе и развитии. Естественная конкуренция между видами организмов приводит к перестройке всей экосистемы, результатом которой являются изменения в биогеоценозах. Причины смены в этом случае – это появление новых растений и животных, которые более приспособлены к данной местности. Примером может случить лиственный лес, который состоит из клена, сосны, березы и других деревьев. Через длительный промежуток времени эти растения вытесняются хвойными.

Стадии сукцессии проще всего объяснять, опираясь на растительный состав биогеоценоза. Флора оказывает наибольшее влияние на дальнейшее формирование биотопа и фауны, что объясняет классификацию этапов развития.

Первая стадия представляет собой мелкий травяной покров, высота которого может не превышать полметра. Это обычные луга, флора которого состоит преимущественно из различных многолетних и однолетних трав, цветов, хвощей и папоротников.

Вторая стадия характеризуется появлением в биогеоценозе кустарников. Фауна также претерпевает изменения, что отражается на межвидовых связях.

Третья стадия – это развитие широколиственного леса, которая может длиться большой промежуток времени. Появляются новые виды деревьев, животных и микроорганизмов. В биогеоценозе с бурным развитием флоры формируется ярусность: появляется подстилка леса, животные осваивают новые территории и места обитания.

Четвертая стадия называется климаксовой, или климаксом. Она представляет собой хвойные леса, которые постепенно заменяют лиственные путем затемнения нижних ярусов. В итоге такие светолюбивые растения, как береза, дуб, ясень не могут вырасти до нормальных размеров. Четвертая стадия является конечной в развитии биогеоценоза, т. к. здесь наблюдаются наименьшие потери энергии, более тесные и развитые связи между организмами.

Первичная сукцессия

Все вышеперечисленные этапы представляют собой закономерный природный процесс, который называется сукцессией. Любая экосистема стремится пройти все 4 этапа развития, начиная от трав и заканчивая климаксовым хвойным лесом. Однако сукцессия также бывает двух видов: первичная и вторичная.

Первичная сукцессия характерна для тех территорий, на которых изначально не было признаков жизни. Это могут быть скалы, застывшая лава, пустыри. Любое из этих мест рано или поздно заселяется микроорганизмами, затем туда попадают семена непривередливых растений, появляются насекомые.

Вторичная сукцессия

Если еще раз просмотреть, какие причины вызывают смену биогеоценозов, антропогенные и климатические факторы часто находятся в первых строчках списка. Чаще всего они приводят к разрушению экосистемы. Однако даже на выжженной опустошенной земле остаются семена растений, под землей выживают личинки насекомых, черви. Что тут говорить о бактериях и протистах, которые смогут пережить любую климатическую аномалию. Все это является фундаментом для вторичной сукцессии – процесса восстановления биогеоценоза на месте исчезнувшего старого.

Заключение

Любые биотические и абиотические факторы могут повлиять на развитие экосистемы. Это нормальные процессы, которые проходят в природе, поэтому на них очень трудно повлиять. Исключением является, разве что, вмешательство человека в окружающую среду, однако в большинстве случаем это приводит к негативным последствиям. Вот каковы основные причины смены биогеоценозов.

В самом деле, такие природные сообщества как сибирская тайга, тундра или пустыня Сахара существуют веками и не превращаются во что-то другое.

Тем не менее нередко можно наблюдать, как на месте озера появляется болото, на месте болота – луг, на месте луга – лес, а в пустыне – оазис.

Впечатляющий пример – судьба Аральского моря (точнее, озера). Когда-то оно входило в пятёрку величайших озёр мира, но всего лишь за одно поколение обмелело настолько, что его береговая линия сократилась почти на 100 км, а обнажившаяся земля превратилась в безжизненную зону.

Сукцессия — это .

Почему и как произошла эта экологическая катастрофа – отдельная тема. Здесь же отметим, что смена одного биогеоценоза другим в рамках одного ландшафта – явление не такое уж редкое.

Подобные изменения происходят как в силу природных катаклизмов (лесной пожар, засуха), так и в результате хозяйственной (правильней сказать, бесхозяйственной) деятельности человека.

Они включают в себя несколько стадий, имеющих разную протяжённость по времени. Этот процесс в научном мире получил название сукцессия (лат. succesio – последовательность, преемственность).

Термин появился в экологической литературе о второй декаде ХХ века с подачи американского ботаника Ф.Клементса и подразумевал сменяющие друг друга природные сообщества, которые образуют так называемый сукцессионный ряд.

В этом ряду предшествующая стадия создаёт условия для развития последующего этапа, который чаще всего заканчивается устойчивым биоценозом с постоянной численностью видов и сбалансированным обменом веществ.

Этот биоценоз (биологическое сообщество) называют климаксным. Он может существовать сколь угодно долго, пока какое-либо воздействие извне не повредит его естественную структуру или экосистему в целом.

Вторичная сукцессия

Этот вид сукцессии получил название восстановительной, поскольку он начинает развиваться на месте прежде существовавшего биоценоза, разрушенного по тем или иным причинам (лесной пожар, осушение болота, опустошительный ураган и т.п.).

Восстановительный период при вторичной сукцессии короче, чем при первичной, поскольку предыдущее растительное сообщество оставляет после себя много питательных веществ и хорошо развитый почвенный покров.

Упрощённо смену растительного биоценоза в результате вторичной сукцессии в средней полосе России можно представить следующим образом.

Причиной вторичной сукцессии может также быть нарушение круговорота веществ. Например, на каком-нибудь участке постепенно накапливается избыточное количество биогенных элементов из-за того, что часть останков организмов и продуктов их жизнедеятельности остаётся не переработанной консументами и редуцентами.

Это способствует заселению новых видов и возникновению более длинных пищевых цепочек. Появляются условия для замещения одних видов другими.

Общие черты и различия (первичной и вторичной)

Любая сукцессия сопровождается саморазвитием экосистемы.

Показателями саморазвития являются такие факторы, как:

однонаправленность – процесс не имеет обратного хода;
увеличение видового разнообразия;
разветвление пищевых цепочек;
нарастание потребления первичной продукции.

Смена фаз в сукцессионном ряду протекает по определённым правилам. В частности, изменение сообщества всегда осуществляется в направлении, возвращающем его в равновесное состояние, а предыдущая фаза готовит основу для следующего этапа.

Длительность каждой фазы колеблется в широких пределах – от нескольких лет до нескольких столетий, так как факторов влияния очень много (структура и возраст сообщества, природные изменения, вмешательство человека и т.д.).

Для лучшего понимания разницы между первичной и вторичной сукцессией приводится нижеследующая таблица:

Формирование биогеоценоза начинается на изначально безжизненном пространстве:

заселение живыми организмами;
увеличение видового разнообразия;
возрастание плодородия почв;
уменьшение количества экологических ниш;
формирование более сложных экосистем

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (5)

В природе все едят друг друга, одни растут для того, чтобы стать питательной средой для других, но это естественный процесс, который проходит без участия человека, но потом и человек станет удобрением, такова жизнь.

Слово незнакомое, а процесс известный — изменения на планете происходили всегда. Может и сейчас экологам успокоиться? Ну вымерли мамонты — ничего страшного не произошло, может и за амурских тигров не переживать?

Что касается деятельности человека, то тут трудно предугадать в перспективе. Вот сейчас влезли в Арктику, разумеется и это вмешательство даст свои побочные эффекты для тамошней экосистемы.

Наверное самый чудовищный катаклизм на нашей планете произошёл тогда, когда огромный астероид врезался в нашу Землю, после его удара семидесяти процентов жизни как не бывало.

Если мы и дальше будем загрязнять окружающую среду, то сами станем удобрениями для каких-нибудь патогенных организмов.

Экосистемы обладают устойчивостью, то есть способностью к длительному существованию. Устойчивость сообщества определяется рядом факторов. К ним относят разнообразие видов и число пищевых звеньев. Чем больше видов в сообществе, тем разнообразнее пищевые звенья, тем больше возможностей сохранения равновесия в экосистеме. Это объясняется тем, что при резком увеличении численности какого-либо вида у хищников изменяется характер питания, они начинают питаться преимущественно особями наиболее многочисленного вида жертвы и ограничивают его численность.

Таким образом в экосистеме устанавливается равновесие между соотношением численности особей разных видов. Чем меньше в сообществе видов с разнообразными способами питания, чем короче пищевые цепи, тем больше возможностей для разрушения сообщества, поскольку выпадение одного из звеньев в пищевой цепи может привести к исчезновению других звеньев.

Важный признак совершенства экосистем — степень замкнутости оборота веществ. Это означает, что необходимые организмам вещества включены в круговорот и используются многократно. Примерами экосистем с высокой степенью замкнутости оборота служат широколиственный лес, луговая степь. В экосистеме подушки лишайников степень замкнутости оборота незначительна, так как большая часть продуктов распада выносится за пределы лишайника — вымывается потоками дождя, осыпается со ствола, животные мигрируют в другие места обитания. К этому типу экосистем относятся и проточные водоемы: вынос веществ за пределы экосистемы настолько велик, что устойчивость поддерживается в основном за счет притока такого же количества веществ извне.

Один из признаков устойчивости экосистемы — тип внутреннего круговорота веществ, который определяется источниками и характером поступления веществ в экосистемы. По этому признаку все экосистемы делят на три группы: независимые — расположенные на водоразделах; зависимые — расположенные на склонах и подпитываемые веществами поверхностных и грунтовых вод, стекающих по склонам; подчиненные — расположенные в понижениях рельефа и использующие вещества, которые сюда относятся. И наконец, экосистема тем совершеннее, чем интенсивнее в ней скорость оборота веществ. Она велика в широколиственных лесах и степях, где благоприятное сочетание тепла и влаги обеспечивает высокую активность растений, животных и микроорганизмов. Здесь синтез органических веществ и распад органических остатков происходят быстро.

Устойчивость любой экосистемы относительна, в ней постоянно происходят изменения.

Можно выделить два типа изменений: циклические и поступательные.

К циклическим изменениям относят суточные, сезонные и многолетние. Суточные и сезонные изменения обусловлены периодическими изменениями в неживой природе, а многолетние зависят от изменения климатических условий или связаны с особенностями жизненного цикла организмов. Так, во многих местах количество осадков резко колеблется по годам, засушливые годы чередуются с влажными. Это приводит к колебаниям численности видов растений, имеющих приспособления к жизни либо в засушливых, либо в увлажненных условиях.

Поступательные изменения приводят к смене одного сообщества другим. Различают внешние и внутренние причины смены сообществ.

К внешним, естественным факторам, вызывающим смену сообществ, относят, например, постепенное иссушение почв или их заболачивание. К внешним причинам относят и действие антропогенного фактора, например вытаптывание растительного покрова в лесу, в парковых зонах больших городов, загрязнение водоемов отходами производства.

Внутренние причины, смены сообществ возникают в результате процессов, происходящих в сообществе. Закономерный процесс изменения сообществ в результате взаимодействия организмов между собой и с окружающей их абиотической средой называют сукцессией (от лат. successio — преемственность, наследование). Иначе говоря, сукцессия — это процесс саморазвития сообществ. В ходе сукцессии малоустойчивые экосистемы сменяются более устойчивыми. Происходит это так. Живые организмы в процессе жизнедеятельности изменяют окружающую среду, поглощая из нее определенные вещества и насыщая ее продуктами своей жизнедеятельности. Среда изменяется, становится менее пригодной для жизни особей обитающих здесь видов, но благоприятной для жизни других видов. В результате одни виды заменяются другими.

Конечный этап сукцессии — формирование устойчивого равновесия экосистемы, которое называют климаксом (от греч. климакс — лестница). В ходе сукцессии в экосистеме увеличивается число видов, образуются разветвленные цепи питания, формируется ярусность и мозаичность, снижаются темпы роста биомассы. В климаксовом сообществе почти весь годовой прирост растительности расходуется в цепях питания, поэтому чистая продукция экосистемы приближается к нулю.
Знание причин смены экосистем имеет большое значение для практической деятельности человека. В сообществах, находящихся на начальных стадиях сукцессии, изъятие избытка чистой продукции не приводит к их разрушению. Вмешательство же в климаксовое сообщество, где вся энергия используется наиболее полно, вызывает нарушение равновесия в нем. Так, сплошная рубка леса на больших площадях приводит не тоько к полному разрушению лесного сообщества, но и к изменению почвенного покрова, который формировался в течение тысячелетий. На месте лесов возникают более примитивные сообщества — болота, пустоши. Надо помнить о том, что любую разрушенную экосистему очень трудно, а иногда и невозможно восстановить. Для восстановления крупной экосистемы естественным путем требуются столетия.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Читайте также: