Меню

Биогеоценология биологическая наука изучающая экосистемы земли

Биогеоценология

Биогеоценоло́гия (от др.-греч. βίος — жизнь, γῆ — земля, κοινός — общий и от др.-греч. λόγος — учение) — научная дисциплина, исследующая строение и функционирование биогеоценозов, отрасль знания на стыке биологии (экологии) и географии. Биогеоценология зародилась в недрах геоботаники, но впоследствии развивалась на стыке биологической и географической наук, отражая комплексный уровень изучения живой природы.

Содержание

История

Основоположник биогеоценологии — Владимир Николаевич Сукачёв.Он определил основные положения биогеоценологии. Развитием этой науки занимались также такие русские ученые, как основоположник научного почвоведения В. В. Докучаев, классик лесоводства Г. Ф. Морозов и В. И. Вернадский, развивший концепцию биосферы.

Биогеоценология возникла как особое направление в биологии в ходе изучения связей лесной растительности с условиями местообитания. Процессы в лесах протекают в течение длительного времени. Они связаны с возрастом насаждений, климатическими условиями и хозяйственной деятельностью человека. Исследования продолжаются в лесных биоценозах 20—30 лет и более. В таких исследованиях участвуют ботаники, зоологи, лесоводы, почвоведы и климатологи, реализующие общую программу системной методологией.

В отличие от В. Н. Сукачёва, профессор Н. В. Дылис — образно определил биогеоценоз как экосистему, но только в рамках фитоценоза.

Область исследований

Биогеоценология решает следующие вопросы:

  • Исследование структуры, свойств и функций составляющих биогеоценозы компонентов;
  • Изучение потоков вещества и энергии в них;
  • Изучение преобразования одними компонентами состояний, свойств и работы других;
  • Установление реакций компонентов и биогеоценоза в целом на стихийные воздействия и хозяйственную деятельность человека;
  • Изучение устойчивости биогеоценозов и её регуляторных механизмов;
  • Исследование взаимосвязей и взаимодействий как между соседними, так и между более отдалёнными биогеоценозами, обеспечивающими единство биогеосферы и её крупных частей.

Познание природных связей и взаимодействий между живыми и косными компонентами биогеоценозов и их причинно-следственными отношениями позволяют достоверно прогнозировать последствия стихийного и антропогенного воздействия на ход сложившихся процессов и структуру биогеоценозов.

Последствия стихийного и антропогенного воздействие на ход природных процессов можно достоверно спрогнозировать, зная природные связи и взаимодействия между компонентами биогеоценозов и их причинно-следственные отношения. Существует также возможность повлиять на ход природных процессов и использовать хозяйственные ресурсы более рационально.

Основные типы биогеоценологии

Практическое применение

Биогеоценология играет большую роль в практике лесного и сельского хозяйства. Также эта наука оказывается важной для изучения реды жизни человека на Земле и для космонавтики, защиты промышленных изделий, продуктов питания, кормов от повреждения биологическими компонентами биосферы, для охраны природы. Биогеоценология связана с ландшафтоведением, почвоведением, климатологией, биоценологией, микробиологией, биогеохимией.

Биогеоценология и биогеоценологи

Биогеоценолог (от греч. bíos — жизнь; ge — земля; koinós — общий; lógos — слово, учение) — ученый, изучающий взаимосвязанные и взаимодействующие комплексы живой и косной природы — биогеоценозы и их планетарную совокупность — биогеосферу. Биогеоценологов готовят на биологических, почвоведческих и географических факультетах ВУЗов, в том числе на факультете почвоведения МГУ им. М. В. Ломоносова.

Источник

Биогеоценология биологическая наука изучающая экосистемы земли

Биоценоз — сообщества живых существ и растительного покрова. На Земле различают три основных сообщества: наземное, пресноводное и морское. Масштабы биоценозов могут быть различны: от сообществ на стволе дерева или в норе (микросообщества) до населения участка леса, луга, озера. Принципиальной разницы между биоценозами разных масштабов нет поскольку мелкие сообщества являются составной частью более крупных, для которых характерно возрастание сложности и доли косвенных связей между видами.

Население биоценоза приспособлено к совместной жизни. Приспособленность выражается в определенном сходстве их требований к важнейшим абиотическим условиям среды (освещенность, характер увлажнения почвы и воздуха, тепловой режим и т. д.) и в закономерных отношениях друг с другом. Связь между организмами необходима для осуществления их питания, размножения, расселения, защиты и т. д. Однако в ней кроется и определенная угроза и даже опасность для существования того или иного индивидуума. Биотические факторы среды, с одной стороны, ослабляют организм, с другой — составляют основу естественного отбора — важнейшего фактора видообразования.

Читайте также:  Между небом землей 165

Биотоп (греч. bios — жизнь, topos — место) — участок земной поверхности (суши или водоема) с однородными условиями обитания, занимаемый тем или иным биоценозом. Биотоп, как место обитания (условия среды), видоизменяется живыми микроорганизмами, как мы видоизменяем свое жилище.

Экотоп — первичный комплекс факторов физико-географической среды без участия живых существ.

Для существования биогеоценоза необходимо постоянное поступление энергии, т.к. в пределах каждого биоценоза осуществляется непрерывный круговорот веществ, а приток энергии Солнца питает этот циклический процесс и компенсирует неминуемую утрату энергии из системы в виде теплового излучения.

Таким образом, биогеоценоз — это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых организмов (биоценоз) и определенными условиями среды обитания (биотоп), которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс. Эти комплексы часто называют экологическими системами (экосистемами).

Функциональная организация экологических систем

Каждый живой организм в экосистеме или совокупность организмов экосистемы в процессе своей жизнедеятельности выполняет определенную биологическую функцию используя энергию, содержащуюся в органическом веществе, которое организм потребляет из окружающей среды на свои нужды. Этот процесс принимает очень сложные формы, т.к. каждый живой организм использует лишь часть содержащейся в органическом веществе энергии, доводя его распад до определенной стадии. Таким образом, в биогеоценозе функции живых организмов распределены между собой и объединены в единую цепь, где одни организмы начинают какой-либо процесс, другие являются промежуточным звеном или завершают этот процесс.

На основании такого объединения в структуре биогеоценоза выделяют четыре звена:

  1. Абиотическое окружение — комплекс факторов неживой природы, из которой биоценоз черпает средства жизни и куда выделяет продукты обмена.
  2. Продуценты (образователи) — фотосинтезирующие организмы — автотрофы (от греч. autos — сам и trophe — кормиться, питаться), обеспечивающие органическим веществом и энергией все живое население экосистемы. Зеленые растения дают начало всем пищевым связям в экосистеме.

Основным источником энергии для зеленых растений является солнечное излучение. Поглощая энергию Солнца, фотосинтезирующие организмы (зеленые растения, цианобактерии, некоторые протисты и бактерии) преобразуют ее в процессе фотосинтеза (с использованием углекислого газа, воды и растворенных в ней неорганических соединений) в химическую энергию органических веществ.

Эти вещества служат источником энергии не только для самих зеленых растений, но и для других организмов, составляющих экосистему. Обратный процесс высвобождения энергии, заключенный в органических веществах, происходит в процессе дыхания. Продукты дыхания — углекислый газ и вода — могут вновь использоваться зелеными растениями. Таким образом, вещества в экосистеме включаются в бесконечный круговорот.

Консументы (потребители, или вторичные продуценты) — гетеротрофные организмы (от греч. heteros — другой), которые используют для питания готовые органические вещества, произведенные другими видами. К ним относятся все животные, которые извлекают необходимую энергию из готовой пищи, поедая растения или других животных: первичные консументы (или консументы I порядка) — растительноядные животные, питающиеся травой, семенами, плодами, подземными частями растений; вторичные консументы (или консументы II порядка) — плотоядные животные.

К консументам можно отнести и группу бесхлорофильных растений (растения-паразиты), которые, присасываясь к корням своих собратьев, в буквальном смысле тянут из них соки. Такими растениями ялвются Петров крест, полевая заразиха, повилика.

  • Редуценты (от лат. reducens , reducentis — возвращающий, восстанавливающий) — мельчайшие гетеротфные организмы, разлагающих органические соединения до минимального состояния (углекислый газ, вода и пр.), которые вновь поступают в экосистему и вовлекаются в новый круговорот веществ. Основными редуцентами являются бактерии, грибы, простейшие.
  • Читайте также:  Массовая доля в земле

    Таким образом, осуществляя пищевые взаимодействия, организмы экосистемы выполняют три функции:

    • энергетическую, которая выражается в запасании энергии в форме химических связей первичного органического вещества (ее выполняют организмы-продуценты);
    • перераспределения и переноса энергии пищи (ее выполняют консументы);
    • разложения редуцентами органического вещества до простых минеральных соединений, которые снова используются организмами-продуцентами.

    Взаимодействуя между собой продуценты, консументы и редуценты образуют пищевую цепь, в которой осуществляется перенос вещества и энергии. Перенос веществ в пищевой цепи лежит в основе круговорота веществ в природе. В отличие от них энергия, заключенная в пище, не совершает круговорота, а постепенно превращается в тепловую энергию, которая уходит за пределы экосистемы. Поэтому постоянный приток энергии извне является необходимым условием длительного существования экосистемы.

    Звенья пищевой цепи представляют собой трофические уровни — совокупности организмов, выступающие для каждого последующего уровня в качестве пищи.

    В каждой цепи питания существует важная закономерность, обусловленная эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Каждый последующий трофический уровень способен использовать лишь 10% энергии биомассы и превратить ее во вновь построенное вещество своего тела. Остальная энергия превращается в тепло и рассеивается или (чаще всего) просто не усваивается. Таким образом, вследствие неминуемой потери энергии количество образующегося органического вещества на каждом последующем пищевом уровне резко уменьшается. В среднем коэффициент полезного действия каждого звена не превышает 10%. Поэтому типичная цепь питания состоит не более чем из четырех — шести взаимно связанных пищевых уровней.

    Обычно цепь питания (на суше) состоит из 3-4 звеньев: дерево -> гусеницы -> синицы -> ястреб. В водной среде пищевые цепи всегда длиннее, чем в наземных условиях: фитопланктон (мелкие растения) -> зоопланктон (мелчайшие животные в толще воды) -> мелкие рыбы -> хищные рыбы -> человек -> бактерии.

    В биогеоценозе обычно формируется несколько пищевых цепей, которые не изолированы одна от другой, а тесно переплетаются, образуя пищевую или трофическую (от греч. trophe — питание) сеть (рис.5 — нажать на картинку для увеличения), структуру которой обычно изображают в виде экологических пирамид.

    В естественных условиях параллельно существуют беспрепятственно и высшие и низшие формы организации живой материи (бактерии, вирусы, земноводные, млекопитающие, цветковые растения). Возможность существования низкоорганизованных форм обусловливается тем, что они занимают среду или потребляют продукты, ненужные другим (например, бактерии используют органические остатки, которые уже непригодны для потребления другими организмами). Следовательно, среда разделена на сферы влияния, своеобразные «экологические ниши».

    Экологическая ниша — место в биогеоценозе, которое занимает вид, не конкурируя с другими видами за источник энергии. Иными словами, это совокупность необходимых для вида условий среды при отсутствии какого бы то ни было противодействия другого вида данного биотопа.

    Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного организма (популяции), в том числе в цепи питания. Например, красные и в большей мере диатомовые водоросли занимают недоступные другим водорослям глубины моря благодаря особенностям пигментного состава и поэтому способны поглощать проникающий на большие глубины зелено-голубой свет, непригодный для других растений.

    Читайте также:  Что такое земля в философии

    Организмы, которые ведут сходный образ жизни, как правило, не живут в одних и тех же местах вследствие межвидовой конкуренции. Поэтому ниши заняты преимущественно одним видом. Если же разные виды живут в одних условиях, то они или питаются разной пищей, или активны в разные периоды суток. Каждый из этих видов использует только часть энергии, которая содержится в доступном ему органическом веществе, осуществляя его распад до определенной стадии. Непригодные для данного вида, но еще богатые энергией остатки используются другими организмами (звеньями цепи).

    Примеры цепей питания можно видеть на каждом шагу: листья растений поедаются гусеницами, гусениц поедают птицы, птиц поедают лисицы или куницы, на них паразитируют клещи и блохи, в кишечном тракте последних имеются бактерии, одноклеточные, а отбросами этих животных и их трупами питаются разные трупоядные насекомые, после которых окончательную минерализацию осуществляют микроорганизмы.

    Биогеоценозы формируются в течение длительной эволюции, в процессе которой происходит приспособление организмов к среде обитания и друг к другу. Каждый живой организм в результате своей жизнедеятельности изменяет среду вокруг себя, изымая из нее часть веществ и выделяя в нее продукты своего метаболизма. Поэтому длительное существование популяции на одном месте изменяет среду ее обитания таким образом, что она становится малопригодной для одних видов и пригодной для других. Вследствие этого на новом месте развивается другой, более приспособленный к новым условиям биоценоз. Поэтому с течением времени происходит развитие биоценоза, изменение его видовой структуры и протекающих в нем процессов.

    Источник

    БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ

    Смотреть что такое «БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ» в других словарях:

    биогеоценология — биогеоценология … Орфографический словарь-справочник

    БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ — (Сукачев, 1942) раздел экосистем ной экологии, занимающийся исследованием биогеоценозов, или ценоэкосистем. См. экосистемная экология. Экологический словарь. Алма Ата: «Наука». Б.А. Быков. 1983. БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ [от гр. bios жизнь, ge … Экологический словарь

    БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ — (от биогеоценоз и . логия) изучает биогеоценозы … Большой Энциклопедический словарь

    биогеоценология — сущ., кол во синонимов: 1 • биология (73) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

    БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ — Научная дисциплина, исследующая строение и функционирование биогеоценозов, отрасль знания на стыке биологии (экологии) и географии Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов

    биогеоценология — Наука, изучающая биоценозы, их систематику, происхождение, структуру, функционирование, развитие и распределение в пространстве. Syn.: биоценология … Словарь по географии

    Биогеоценология — (от др. греч. βίος жизнь, γῆ земля, κοινός общий и от др. греч. λόγος учение) … Википедия

    Биогеоценология — (от Био. Гео. греч. koinós общий и lógos слово, учение) наука о взаимосвязанных и взаимодействующих комплексах живой и косной природы Биогеоценозах и их планетарной совокупности биогеосфере (См. Биогеосфера). Зародилась Б. в недрах… … Большая советская энциклопедия

    биогеоценология — (от биогеоценоз и . логия), изучает биогеоценозы. * * * БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ (от биогеоценоз (см. БИОГЕОЦЕНОЗ) и logos слово, учение), изучает биогеоценозы … Энциклопедический словарь

    биогеоценология — (см. . логия) наука о биогеоценозах и их планетарной совокупности биосфере. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. биогеоценология и, мн. нет, ж. ( … Словарь иностранных слов русского языка

    Источник