10. Понятие биогеоценоза. Потоки вещества и энергии в биогеоценозе. Функциональные группы организмов. Пищевые цепи. Биологическая продукция, экологические пирамиды.

Биогеоцено́з — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии. Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты неразрывно связаны с неорганическими. Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1942 году.

Поток энергии в биогеоценозе. Постоянный приток энергии солнечных лучей – необходимое условие существования биогеоценозов.

Общий поток энергии, характеризующий экосистему, состоит из светового и теплового излучения Солнца и теплового излучения, получаемого от близлежащих тел. Поток энергии в биогеоценозе однонаправлен – от зеленого растения к консументам. Для формирования и функционирования большинства наземных биогеоценозов огромное значение имеют высшие растения, которые продуцируют органическое вещество, дают начало всем трофическим цепям.

Зеленые растения используют лишь 1–2% энергии солнечного излучения, достигающего поверхности Земли. Учеными установлено, что при переходе от низкого уровня к более высокому уровню пищевой цепи теряется примерно 90% энергии, полученной с пищей. Именно по этой причине в природных биогеоценозах не могут существовать длинные цепи питания. Установленная закономерность получила название «правило 10%». Согласно правилу пирамиды биомасс, каждый последующий пищевой уровень имеет массу, в 10 раз меньшую, чем предыдущий.

Биологический круговорот веществ. В отличие от энергии вещество в биогеоценозе может использоваться вторично.

Биологический круговорот веществ – это циклический процесс превращения и перемещения химических веществ с участием живых организмов. Движущими силами данного процесса являются поток энергии солнечных лучей и деятельность живых организмов. В воздушный путь круговорота включаются 98,3% веществ, в водный – 1,7%.

Пищева́я (трофи́ческая) цепь — ряд взаимоотношений между группами организмов, при котором происходит перенос вещества и энергии путем поедания одних особей другими.

Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80—90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла, поэтому число звеньев не превышает обычно 4—5.

2 типа цепей: пастбищные (цепь выедания) – от растения и детритные(цепь разложения) – от мёртвого остатка. Цепи взаимосвязаны друг с другом.

Продуктивность экосистем характеризует продукция или биомасса, производимая сообществом на единице площади или объема (для водных экосистем) за единицу времени. Биологическая продукция – количество биомассы за определенный момент времени.

Экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.

Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц.

Типы экологических пирамид

1. пирамиды чисел - на каждом уровне откладывается численность отдельных организмов. Пирамида чисел отображает отчетливую закономерность, обнаруженную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается 

2. пирамиды биомасс - характеризует общую сухую или сырую массу организмов на данном трофическом уровне, например, в единицах массы на единицу площади - г/м2, кг/га, т/км2 или на объем - г/м3 

3. пирамиды энергии - показывает величину потока энергии или продуктивности на последовательных уровнях.