Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Пространственная структура экосистем



Экологические условия экосистем относительно неоднородны (например, микроклимат под пологом леса существенно отличается от микроклимата полян). Поэтому в экосистемах различные местообитания заселены организмами, приспособленными к экологическим факторам разной интенсивности.

 

При совместном проживании и использовании общих пространственных ресурсов между организмами возникают топические связи (от греч. топос – место), которые могут быть положительными (например, заселение одного места разными видами) и отрицательными (конкуренция за места гнездования).

 

Организмы, распределяясь в среде, в соответствии со своими потребностями, образуют определенную пространственную структуру экосистем.

 

В водных экосистемах пространственная структура определяется интенсивностью таких факторов как освещенность, температура, давление и концентрация биогенных элементов в среде. В результате в водоемах возникают группы планктонных (пассивно плавающие) и нектонных (активно плавающие) организмов, живущих на различной глубине, а также группа бентосных форм (обитатели дна).

 

В наземных экосистемах пространственная структура в основном зависит от особенностей растительного сообщества (фитоценоза). Фитоценоз – более или менее устойчивая естественная группировка видов растений на относительно однородном участке (биотопе), находящихся в сложных функциональных отношениях между собой и условиями окружающей их среды. Он отграничен от других подобных группировок условно самостоятельным круговоротом веществ. Фитоценоз в экосистемах является основным энергетическим блоком, аккумулирующим солнечную энергию.

 

Пространственная структура биогеоценозов

 

Все присутствующие в биогеоценозе популяции, распределяясь в соответствии со своими потребностями, их жизненными формами и условиями местообитания, создают своеобразное ярусное строение. Различают ярусность в пространстве и ярусность во времени.

 

Ярусность в пространстве обычно определяется растениями. Животные, входя в тот или иной ярус, взаимодействуя между собой, способствуют быстрому перемещению веществ и энергии, обеспечивают опыление, распространяют семена, избавляют от вредителей.

 

Степень развития ярусов во многом зависит от условий биотопа и состава, входящих в него видов. В зависимости от того, к какой жизненной форме относятся доминирующие виды и каких размеров достигают их половозрелые особи, ярус может быть верхним, средним или самым нижним.

 

Любой ярус имеет своеобразные черты местообитания, созданные в значительной мере самими организмами. В каждом ярусе - особый световой режим, ход температур, влажности и сходные черты приспособленности к данным условиям жизни у всех обитателей.

 

Верхний ярус характеризуется ярким светом в течение круглого года, резкими колебаниями суточных и сезонных температур и влажности, обычно активным ветровым режимом. Поэтому растения этого яруса обычно ветроопыляемы и приспособлены к распространению семян ветром. Все организмы обладают выраженной световой структурой и чертами ксерофильности (способность переносить недостаток влаги). Для животных характерны суточные миграции в пределах крон растений (в самое жаркое время дня они перемещаются внутрь кроны, а по мере снижения жары и яркого солнечного освещения животные вновь мигрируют к периферии кроны).

 

Нижний ярус характеризуется практически полным отсутствием жарких солнечных лучей, ветра, повышенной влажностью. Растения, живущие здесь, являются в основном травянистыми и имеющими теневую структуру листьев, почти все они требуют достаточного количества влаги (мезофилы или гигрофилы). Светолюбивые растения представлены лишь в виде эфемеров и эфемероидов, которые успевают расцвести и опылиться в короткие сроки (например, весной до развертывания листьев растений верхних ярусов). Растения нижнего яруса обычно насекомо- или самоопыляемы, и приспособлены к распространению семян путем саморазбрасывания или с помощью муравьев и других животных (у многих на плодах есть крючки и зацепки). Среди животных многочисленны растительноядные насекомые и моллюски, питающиеся опадом листьев, ветвей и плодов, а также хищные насекомые (жужелицы), копрофаги (жуки-навозники), мертвоеды и муравьи.

 

Средний ярус характеризуется более мягким и ровным климатом (незначительная солнечная радиация, отсутствие сильного ветра и резких колебаний суточных и сезонных температур и влажности). Растения этого яруса обычно насекомоопыляемы, имеют мезофильную структуру и теневыносливы. Распространение семян связано с поеданием их различными животными (эндозоохория). Среди животных многочисленны насекомые (разнообразные листоеды, пчелы, осы, шмели, мухи, слепни, бабочки, пауки) птицы (плодоядные, насекомоядные, хищные), крупные животные - питающиеся веточным кормом (лось, косуля, зубр, олень), хищники (волк, рысь, куница).

 

Пространственная ярусность наиболее четко выражена в смешанных лесах умеренного пояса. Первый и второй ярусы занимают деревьев. Третий ярус - кустарники подлеска, четвертый – травянистые растения, пятый – мхи и лишайники, шестой – грибы и напочвенные микроорганизмы. Еще более сложны дубравы (7-8 ярусов). Самыми сложными структурами являются влажные тропические леса (более 10 ярусов). В травянистых сообществах лугов и степей растения образуют 2-3 яруса.

 

Ярусность во времени (сезонная изменчивость биогеоценоза) - неодновременное участие видов в жизни биогеоценоза на протяжении года или суток. Она тесно связана с годичным ритмом сезонных изменений почвенно-климатических условий.

 

Сохраняя относительное постоянство видового состава, биогеоценозы находятся в непрерывном изменении, динамике (суточной, сезонной и разногодичной). У одних видов (или их популяций) период активности перемежается с периодом покоя, другие активны круглый год, а третьи путем миграции из других сообществ регулярно на какой-то срок включаются в жизнь того или иного биогеоценоза (например, перелетные птицы). Поэтому в биогеоценозах можно видеть массовое участие то одного вида, то другого. В связи, с чем меняется облик сообщества и взаимосвязи его организмов. Все это позволяет живым организмам лучше использовать разнообразие условий биотопа и ресурсы биогеоценоза.

 

У растений ярусность во времени проявляется в виде смены аспектов. Аспект (от лат. aspectus - внешний вид, облик) - это массовое цветение какого-либо вида. У животных - в виде суточной и сезонной активности (спят ночью, а вечером или ночью становятся активными, подвижными, выходят или вылетают на охоту).

 

Таким образом, ярусность во времени и пространстве позволяют разместиться и функционировать большому числу разнообразных видов, способствуют снижению конкуренции и позволяют полнее использовать условия среды каждого конкретного биогеоценоза (особенно свет, тепло и пищу).

Экологические нишы

Термин «ниша» впервые был использован американским ученым Дж. Гринелом в 1917 г. для обозначения местообитания вида и отчасти его жизненной формы. Выражение «экологическая ниша» (экониша) стали употреблять с 1928 г., и оно уже отражало функциональное участие вида системе биоценотических связей. Если местообитание можно определить как «адрес» организма, то экологическая ниша - «профессия» вида, его специализация в характере пищи и способе ее добывания, типе размещения своего потомства. Экологическая ниша является свидетельством наличия в биогеоценозе того или иного ресурса, который может быть использован кем-то.

 

Понятие об экологической нише является важным для понимания законов совместной жизни видов. Например, всякое зеленое растение, принимая то или иное участие в сложении биогеоценоза, обеспечивает существование целому ряду экологических ниш. Все вместе они составляют систему разнообразного использования растительной массы организма (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Размещение экологических ниш приспособленных к растению (по И. Н. Пономаревой, 1975 г.): 1 - корнееды, 2 - поедающие корневые выделения, 3 - листоеды, 4 - стволоеды, 5 - плодоеды, 6 - семяеды, 7- цветоеды, 8 - пыльцееды, 9 - сокососы, 10 – почкоеды.

 

Одна и та же ниша не может быть занята видами со сходными экологическими требованиями (принцип конкурентного исключения Г.Ф. Гаузе, 1934). Однако, в природе, данное правило не всегда соблюдается. И на этой основе был сформулирован принцип сосуществования (парадокс Хатчинсона): два вида в порядке исключения могут сосуществовать в одной экологической нише, и если близкородственные виды вынуждены использовать одни и те же ресурсы, то естественный отбор может благоприятствовать их сосуществованию, и они способны эволюционировать в близком направлении.

 

Любая экологическая ниша не однородна и представлена разнообразием других, более мелких единиц – субниш, которые отражают более тонкое разнообразие экологических условий. Например, экологическая ниша стеблеедов (стволоедов) может быть представлена субнишами: короеды, лубоеды, древесинники и т.п. Кроме того, среди них имеются и такие, которые питаются древесиной только живых растений или только мертвых (те и другие принадлежат к разным экологическим нишам).

 

Размещение организмов по разным экологическим нишам в одной и той же экосистеме, обеспечивает более сложную структуру, более полное использование условий жизни на данной территории и максимальное потребление продукции в природных экосистемах. Например, степные биогеоценозы в своем составе имеют многочисленные отряды животных, питающихся травой. Все они составляют одну большую группу травоядных (рис. 2. 5.).

Рис. 2.5. Экологические ниши травоядных в степных биогеоценозах Евразии (копытные, сурки, суслики) (по В. Д. Абатурову и Г. В. Кузнецову, 1973, с дополнениями).

 

Однако роль этих животных в потреблении растительной массы неодинакова, так как они используют в своем питании разные составные части травяного покрова. Например, крупные копытные потребляют главным образом высокие наиболее питательные травы, откусывая их на значительной высоте (4-7 см) от поверхности почвы. Сурки выбирают корм среди травостоя, изреженного и измельченного копытными, поедая то, что было недоступно последним. Суслики, предпочитая собирать корм там, где еще сильнее нарушен травостой, собирают то, что осталось от кормления копытных и сурков. Таким образом, между указанными группами травоядных, идет разделение функций в использовании травянистого покрова. Благодаря чему отношения, сложившиеся между рассмотренными группами животных, не носят конкурентного характера.

 

Нередко в биогеоценозе организмы одного и того же вида, но на разных стадиях развития проявляют свою деятельность неодинаково. В таком случае они оказываются представителями разных экологических ниш. Например, у майского хруща: взрослое насекомое относится к экологической нише листоедов, а личинка к нише корнеедов.

 

В природе возможны переходы видов из одной экологической ниши в другую. Обычно это происходит в связи с изменением условий существования в биогеоценозе или на границе между двумя стыкующимися экосистемами. Переход из одной экологической ниши в другую носит приспособительный характер и происходит, например, при сокращении кормовой базы до критического предела, при перенаселенности или вытеснении одного вида другим.

 

Благодаря экологическим нишам в экосистемах сосуществует большое количество видов (популяций).

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.