Розглянутий нами на екскурсії такий вид природного співтовариства, як діброва є одним з найбільш складних серед наземних біогеоценозів. Ну, по-перше, що таке біогеоценоз? Біогеоценоз - це комплекси взаємопов'язаних видів (популяцій різних видів). що мешкають на певній території з більш-менш однорідними умовами існуванням. Це визначення знадобиться для користування в подальшому. Діброва - це досконала і стійка екологічна система, здатна при незмінних зовнішніх умовах існувати століттями. Біогеоценоз діброви складають більше сотні видів рослин і кілька тисяч видів тварин. Зрозуміло, що при такому розмаїтті видів, що населяють діброву, похитнути стійкість даного біогеоценозу, винищивши один або кілька видів рослин або тварин, буде складно. Складно, тому що в результаті тривалого співіснування видів рослин і тварин з розрізнених видів вони стали єдиним і досконалим биогеоценозом - дібровою, яка, як уже було сказано вище, здатна при незмінних зовнішніх умовах існувати століттями.
Основні компоненти біогеоценозу і зв'язок між ними; рослини - головна ланка в екосистемі
Основу переважної більшості біогеоценозу складають зелені рослини, які, як відомо, є виробником органічної речовини (продуцентами). А так як в біогеоценозах обов'язково присутні рослиноїдні і м'ясоїдні тварини - споживачі живої органічної речовини (консументи) і, нарешті, руйнівники органічних залишків - переважно мікроорганізми, які доводять розпад органічних речовин до простих мінеральних сполук (редуценти). то не важко здогадатися, чому рослини є головною ланкою в екосистемі. А тому, що в біогеоценозі всі споживають органічні речовини, або сполуки утворюються після розпаду органічних речовин і ясно, що якщо рослини - головне джерело органічної речовини зникнуть, то життя в біогеоценозі практично зникне.
Кругообіг речовин в біогеоценозах. Значення в круговороті рослин, що використовують сонячну енергію
Кругообіг речовин в біогеоценозі - необхідна умова існування життя. Він виник в процесі становлення життя і ускладнювався в ході еволюції живої природи. З іншого боку, щоб в біогеоценозі був можливий круговорот речовин, необхідна наявність в екосистемі організмів, що створюють органічні речовини з неорганічних і перетворюють енергію випромінювання сонця, а також організмів, які використовують ці органічні речовини і знову перетворюють їх на неорганічні сполуки. Всі організми за способом живлення поділяються на дві групи - автотрофи і гетеротрофи. Автотрофи (переважно рослини) для синтезу органічних речовин використовують неорганічні сполуки навколишнього середовища. Гетеротрофи (тварини, людина, гриби, бактерії) харчуються готовими органічними речовинами, які синтезували автотрофи. Отже, гетеротрофи залежать від автотрофів. У будь-якому біогеоценозі дуже скоро вичерпалися б всі запаси неорганічних сполук, якби вони не поновлювалися в процесі життєдіяльності організмів. В результаті дихання, розкладання трупів тварин і рослинних залишків органічні речовини перетворюються на неорганічні сполуки, які повертаються знову в природне середовище і можуть знову використовуватися автотрофами. Таким чином, в біогеоценозах в результаті життєдіяльності організмів безперервно здійснюється потік атомів з неживої природи в живу і назад, замикаючись в круговорот. Для кругообігу речовин необхідний приплив енергії ззовні. Джерелом енергії є Сонце. Рух речовини, викликане діяльністю організмів, відбувається циклічно, воно може бути використано багаторазово, в той час як потік енергії в цьому процесі має односпрямований характер. Енергія випромінювання Сонця в біогеоценозі перетвориться в різні форми: У енергію хімічних зв'язків, в механічну і, нарешті, у внутрішню. З усього сказаного ясно, що круговорот речовин в біогеоценозі - необхідна умова існування життя і рослини (автотрофи) в ньому найголовніше ланка.
Різноманітність видів в біогеоценозі, пристосованість їх до сумісного мешкання
Характерна риса діброви полягає в видовому розмаїтті рослинності. Як вже було сказано вище біогеоценоз діброви складають більше сотні видів рослин і кілька тисяч видів тварин. Між рослинами відбувається посилена конкуренція за основні життєві умови: простір, світло, воду з розчиненими в ній мінеральними речовинами. В результаті тривалого природного відбору у рослин діброви виробилися пристосування, що дозволяють різним видам існувати спільно. Це яскраво проявляється в характерній для діброви ярусности. Верхній ярус утворюють найбільш світлолюбні деревні породи: дуб, ясен, липа. Нижче розташовуються супутні їм менш світлолюбні дерева: клен, яблуня, груша та ін. Ще нижче розташований ярус підліска, утворений різними чагарниками: ліщиною, бруслини, крушини, калиною і т.п. Нарешті на грунті виростає ярус трав'янистих рослин. Чим нижче ярус, тим більше тіні утворюють його рослини. Ярусність виражена також в розташуванні кореневих систем. Дерева верхніх ярусів мають найбільш глибокою кореневою системою і можуть використовувати воду і мінеральні речовини з глибинних шарів грунту.
Харчові зв'язку, екологічна піраміда
Багатство і різноманітність рослин, які виробляють величезну кількість органічної речовини, яке може бути використано в якості їжі, стають причиною розвитку в дібровах численних споживачів зі світу тварин, від найпростіших до вищих хребетних - птахів і ссавців. Серед ссавців харчовий ланцюг, наприклад, становлять рослиноїдні мишоподібні гризуни і зайці, а також копитні, за рахунок яких існують хижаки: вовк, лисиця, горностай, ласка, куниця. Всі види хребетних служать місцем існування і джерелом харчування для різних внутрішніх паразитів, переважно комах і кліщів, а також внутрішніх паразитів: плоских і круглих черв'яків, найпростіших, бактерій. Харчові ланцюги в діброві переплетені в дуже складну харчовий ланцюг, тому випадання якого-небудь одного виду тварин зазвичай не порушує істотно всю систему. Значення різних груп тварин в біогеоценозі неоднаково. Зникнення, наприклад, в більшості наших дібров всіх великих рослиноїдних копитних: оленів, косуль, лосів - слабко відбилося б на загальній екосистемі, так як їх чисельність, а, отже, біомаса ніколи не була великою і не грала істотної ролі в загальному круговороті речовин. Але якби зникли рослиноїдні комахи, то наслідки були б дуже серйозними, так як комахи виконують важливу в біогеоценозі функцію запилювачів, беруть участь в руйнуванні осаду і є основою існування багатьох наступних ланок харчових ланцюгів. Правилом екологічної піраміди називається наступна закономірність: завжди кількість рослинної речовини, яка є основою ланцюга харчування, в кілька разів більше, ніж загальна маса рослиноїдних тварин, а маса кожного з наступних ланок харчового ланцюга також зменшується.
Популяції рослин і тварин; фактори, що викликають зміни в чисельності; саморегуляція в біогеоценозі
Популяцією в біології називають сукупність вільно перехресних особин одного виду, які тривалий час існують в певній частині ареалу щодо відокремлено від інших сукупностей того ж виду. До факторів, що викликають зміни в чисельності популяцій відносяться наступні: охота (тобто діяльність осіб, спрямована на вбивство однієї або декількох особин з метою отримання шкури, м'яса або чисто спортивного інтересу). рибалка (те ж саме, тільки на водному просторі). Але найважливіший фактор - це баланс народжуваності і загибелі. В результаті взаємних пристосувань різних видів в біогеоценозі встановлюється визначений для кожного виду рівень коливань. Для одних видів коливання не великі, для інших можуть бути значними, і вигляд рідкісний в даному році, в наступному році може стати звичайним, або навпаки. Наприклад, зменшення їжі веде до зменшення популяції. У наступному році їжі багато - популяція збільшується. А збільшення популяції швидкими темпами дуже скоро гальмується, оскільки різко зростає число паразитів. Дуже часто на чисельність впливає погода. Процес саморегуляції в діброві проявляється в тому, що все різноманітне населення існує спільно, не знищуючи повністю один одного, а лише обмежуючи чисельність особин кожного виду певним рівнем. Наприклад, при відсутності обмежуючих факторів чисельність будь-якого виду шкідливих комах зросла б дуже швидко і призвела ба до руйнування екологічної системи. Спостереження показують, що деяка частина потомства гине під впливом різних несприятливих умов погоди. Але основну масу знищують інші члени біогеоценозу: хижі і паразитичні комахи, птахи, хвороботворні мікроорганізми. Таким чином жити залишається стільки особин, скільки необхідно для регуляції в біогеоценозі. Обмежує дію екологічної системи все ж не виключає повністю випадків масового розмноження окремих видів, яке буває пов'язано з поєднанням сприятливих факторів середовища. Однак після масового спалаху особливо інтенсивно проявляються регулюючі чинники (паразити, хвороботворні бактерії і ін.). які знижують чисельність шкідників до середньої норми.
Зміни в біогеоценозах навесні: у житті рослин і тварин.
Весняні зміни в житті рослин.
Весняні зміни в житті тварин.
Ще не розпустивши листя зацвітають деякі верби, вільха, ліщина; на проталинах навіть крізь сніг пробиваються паростки перших весняних рослин. До середини весни майже на всіх деревах розпускаються листя. Період активного цвітіння у рослин і квітів. Загалом, рослини оживають із зимового спокою.
Прилітають перелітні птахи, з'являються перезимували комахи, пробуджуються від зимової сплячки деякі тварини. Період формування пар і шлюбний період.
Можливі напрямки зміни біогеоценозу
Будь-який біогеоценоз розвивається і еволюціонує. Провідне значення в процесі зміни наземних біогеоценозів належить рослинам, але їх діяльність невіддільна від діяльності інших компонентів системи, і біогеоценоз завжди живе і змінюється як єдине ціле. Зміна йде в певних напрямках, а тривалість існування різних біогеоценозів дуже різна. Прикладом зміни недостатньо збалансованої системи може служити заростання водойми. Внаслідок нестачі кисню в придонних шарах води частина органічної речовини залишається неокисленого і не використовується в подальшому круговороті. У прибережній зоні накопичуються залишки водної рослинності, що утворюють торф'янисті відкладення. Водоймище міліє. Прибережна водна рослинність поширюється до центру водойми, утворюються торф'яні відкладення. Озеро поступово перетворюється на болото. Навколишнє наземна рослинність поступово насувається на місце колишнього водоймища. Залежно від місцевих умов тут може виникнути осоковий луг, ліс або інший тип біогеоценозу. Діброва теж може перетвориться на інший тип біогеоценозу. Наприклад, після вирубки дерев вона може перетвориться на луг, поле (агроценоз) або в щось інше.
Вплив діяльності людини на біогеоценоз; заходи, які необхідно проводити в цілях його охорони
Людина з недавніх пір став дуже активно впливати на життя біогеоценозу. Господарська діяльність людей - потужний фактор перетворення природи. В результаті цієї діяльності формуються своєрідні біогеоценози. До числа їх можна віднести, наприклад, агроценози, що представляють собою штучні біогеоценози, що виникають в результаті сільськогосподарської діяльності людини. Прикладами можуть служити штучно створювані луки, поля, пасовища. Створювані людиною штучні біогеоценози вимагають невпинної уваги і активного втручання в їхнє життя. Звичайно, в штучних і природних біогеоценозах багато схожого і різного, але на цьому ми зупинятися не будемо. Впливає людина і на життя природних біогеоценозів, але, звичайно, не настільки сильно, як на агроценози. Прикладом можуть служити лісництва, створювані для висадки молодих дерев, а також для обмеження мисливського промислу. Прикладом можуть також служити заповідники і національні парки, створювані для охорони якихось певних видів рослин і тварин. Створюються також масові суспільства, що пропагують збереження та охорону навколишнього середовища, такі як товариство "зелених" і т.п.
на прикладі екскурсійної прогулянки по природному біогеоценозу - діброві з'ясували і розібрали, чому діброва цілісна і стійка, які основні компоненти біогеоценозу, яка їх роль і які існують між ними зв'язку, розібрали також, чому круговорот речовин в біогеоценозі - необхідна умова існування життя, з'ясували також як все розмаїття видів, що мешкають в діброві не конфліктує між собою, дозволяючи нормально розвиватися друг - друга, розібрали які існують харчові зв'язку в діброві і розібрали таке поняти як екологічна піраміда, обґрунтували чинники, що викликають зміну в чисельності і таке явище як саморегуляція, з'ясували які відбуваються зміни в біогеоценозі навесні і розібрали можливі напрями еволюції біогеоценозу, а також як людина впливає на життя в біогеоценозах. Загалом, на прикладі діброви повністю розібрали життя біогеоценозів.