Экология сообществ (синэкология)

Карл Август Мёбиус – эколог

Термин биоценоз (жизнь и общий) – «общежитие» был предложен К. Мёбиусом в 1877 г. и обозначает организованную группу популяций растений животных и растений, животных и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию в пределах определенного объема пространства (биотопа).

Биоценоз населяет строго определенный биотоп. Он обязательно состоит из продуцентов, консументов и редуцентов.

Сообщество – также система популяций видов, конкурирующих между собой и формирующих экологические ниши, но совершенно не обязательно состоящая из всех трех биотических компонентов.

Биоценоз = фитоценоз + зооценоз + микробиоценоз

Фитоценоз – сообщество растительных организмов

Зооценоз – сообщество взаимосвязанных видов животных

Микробиоценоз – сообщество микроорганизмов

Структура биоценоза

Видовая, пространственная и трофическая структура.

Пространственная структура может быть охарактеризована вертикальным распределением – ярусностью или горизонтальным – мозаичностью, диффузностью.

Трофическая структура – пищевые цепи и сети.

Видовая структура – количество видов, образующих биоценоз, и соотношение их численности. Самые обедненные сообщества на земле существуют в полярных пустынях. Самыми богатыми по видовому разнообразию являются биоценозы влажных тропических лесов, в которых одних растений фитоценоза насчитываются сотни видов.

Виды, преобладающие по численности, массе и развитию – доминантные (господствующий). Среди доминантов выделяют эдификаторы (строитель) – виды, которые своей жизнедеятельностью в наибольшей степени формируют среду обитанию, предопределяя существование других организмов.

Эдификаторы: ель в еловом лесу наряду с доминантностью обладает сильными эдификаторными свойствами, выражающимися в способности затенять почву, создавать кислую среду корнями.

Одновременно с этим в нижнем ярусе хвойного леса доминантой может быть черника, но эдификатором она не является.

Принцип континуума: виды формируют экологически определенные системные совокупности – сообщества и биоценозы, отличающиеся от соседних, хотя и сравнительно постепенно в них переходящие.

Взаимоотношения между организмами:

1. Внутривидовые взаимодействия между особями одного вида

2. Межвидовая конкуренция на данном трофическом уровне за необходимые ресурсы

3. Межвидовые взаимодействия популяций на разных трофических уровнях (хищник – жертва, хозяин – паразит)

4. Иные типы, более сложные, например, симбиотические.

Межвидовая конкуренция

Конкуренция неблагоприятно воздействует на все виды, использующие один и тот же ограниченный ресурс, причем в одно и то ж время в одном и том же месте.

Численность пищевого ресурса контролирует численность хищника, а не наоборот.

С ростом численности популяции организма-хозяина паразиты и их переносчики легко находят себе новые жертвы, что увеличивает смертность хозяев.

Взаимодействие организмов

Равновесие в системах хищник-жертва и паразит-хозяин не возникает автоматически, а устанавливается на протяжении длительного периода времени.

Интродукция видов («введение») – преднамеренное или случайное переселение особей какого-либо вида животных и растений за пределы естественного ареала в новые для них места обитания. Другими словами, интродукция является процессом введения в некую экосистему чуждых ей видов.

Колорадский жук: в 1918 закрепился в Бордо (Франция) и начал распространяться.

Среди интродуцированных видов встречаются не только животные и растения, но и различные микроорганизмы – вирусы, бактерии, грибки. Наиболее известно распространение вируса натуральной оспы на американский континент вместе с конкистадорами.

Пищевая цепь:

1. Последовательность организмов, в которой каждый из них съедает или разлагает другой

2. Путь движущегося через живые организмы потока поглощенной при фотосинтезе солнечной энергии.

Каждое звено пищевой цени называют трофическим уровнем. Обычно таких уровней 3 – 4, реже – 5, поскольку большая часть энергии расходуется на поддержание жизнедеятельности и рассеивается в окружающей среде.

Планктон (греч. Блуждающие) – мелкие организмы, свободно дрейфующие в толще воды и неспособные в отличие от нектона сопротивляться течению. Такими организмами могут быть бактериям и простейшими.

Закон пирамиды энергий (правило 10% Линдемана 1942 г.): с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой, более высокий ее уровне (по «лестнице» продуцент – консумент – редуцент), в среднем около 10% энергии.

Влияние абиотических факторов среды: важным условием является степень суровости (или благоприятности) физической среды обитания.

Закон действия факторов: число особей внутри вида и число видов в биоценозе обратно пропорциональны.

Правило А. Уоллеса (1859) – видовое разнообразие увеличивается по мере продвижения от полюсов к экватору.

Вертикальная ярусность: древесный, кустарниковый, кустарниково-травяной, травяной.

Насекомые:

• Геобии (почва)

• Герпетобии (поверхностный слой)

• Бриобии (обитатели мхов)

• Филлобии (травостой)

• Аэробии (более высокие ярусы).

Горизонтальная структура биоценозов – мозаичность, неоднородность, диффузность, вызывается рядом факторов: абиогенных и тд.

• Фитогенная

• Эолово-фитогенная (абиотические и фитогенные факторы)

• Биогенная (роющие животные)

Г. Хатчинсон:

• Фундаментальная ниша

• Организованная

Правило взаимоприспособленности организмов в биоцензе (Мебиуса – Морозова): виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутреннее противоречивое, но единое и взаимно увязанное системное целое.

Морозов Георгий Федорович (1867 – 1920) – лесовод, ботаник, почвовед и географ. В 1907-1917 возглавил кафедру общего лесоводства.

Морозов: в стихийном лесу происходит не только борьба за существование, там не в меньшей мере царит закон взаимного приспособления организмов друг к другу, иначе не было бы подвижного равновесия природы. Мы, к сожалению, этот закон взаимного приспособления всех организмов, образующих лес и живущих в нем, знаем очень мало, а нарушаем на каждом шагу.

Н.Ф. Реймерс (1933 – 1993) – советский зоолог, эколог, один из участников становления заповедного дела в СССР.