Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Особенности биоценоза
• 2. Пространственная структура биоценоза
• 3. Отношения между организмами в биоценозе
• 4. Динамика сообществ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• ЛИТЕРАТУРА
• ВВЕДЕНИЕ
• Растения и животные образуют на поверхности нашей планеты сообщества. Сообщество -- это общее понятие, прилагаемое к совокупности взаимодействующих живых существ любого ранга. Наименьшей единицей, в которой может быть применен термин «сообщество», является биоценоз. При полевых исследованиях границы биоценоза и связанного с ним биотопа чаще всего определяются по изменениям растительного покрова, наиболее легко улавливаемым визуально.
• Любой биоценоз изменяет ту среду обитания, с которой он связан. Особенно заметны эти изменения в сомкнутых, в первую очередь лесных биоценозах, менее выражены они в биоценозах открытых. Так, в биоценозе по мере удаления от опушки падает скорость ветра, уменьшается большей частью амплитуда температур -- суточная и годовая, снижается средняя температура суток и года, возрастает (в наземных биоценозах) влажность воздуха, снижается количество света, проникающего к поверхности почвы, образуются почвы определенного состава.
• Таким образом, организмы, обитающие в пределах того или иного биоценоза, находятся под влиянием условий среды, видоизмененной компонентами этого биоценоза. В любом биоценозе растения образуют его неподвижный каркас, а подвижные животные проводят время в различных частях этого биоценоза, время от времени покидая его и вновь возвращаясь, поскольку выполнение различных функций (размножение, питание, выращивание потомства) может быть связано с различными биоценозами.

1. Особенности биоценоза

Одна из основных особенностей любого биоценоза -- его видовой состав. Общее число видов растений и животных, свойственных биоценозу данного типа, более или менее постоянно, а между биоценозами различных типов оно сильно варьирует. Наиболее богаты по видовому составу биоценозы влажных тропиков, беднее -- биоценозы умеренного пояса, еще беднее -- биоценозы аридных и холодных регионов. Количество видов, приходящихся на единицу площади, называется видовой насыщенностью. Она изменяется в различных биоценозах в том же направлении, что и видовой состав. Видовая насыщенность различных систематических групп растений и животных в одном и том же биоценозе резко различается. В наземных биоценозах она наиболее высока для цветковых растений, иногда (болота, тундра) для мхов и лишайников, высока для грибов, насекомых, много ниже для многоножек, птиц, млекопитающих и некоторых других групп животных. Для каждого биоценоза характерен определенный набор и преобладание тех или иных групп жизненных форм. Так, из растений в лесных биоценозах господствуют фанерофиты, в травянистых -- гемикриптофиты, а в биоценозах аридных областей -- хамефиты, геофиты и терофиты. Млекопитающие землерои преобладают в пустынях, полупустынях и степях; звери, связанные с обитанием в кронах,-- во влажных тропических лесах и т. д. Словом, набор жизненных форм не менее характерная черта биоценоза, чем его видовой состав. Он говорит об экологических особенностях этого биоценоза.

Не все виды играют в биоценозе одинаковую роль. Обычно среди растений различают компоненты-многолетники, постоянно присутствующие в биоценозе, и ингредиенты-однолетники, количество которых может резко колебаться год от года в зависимости от условий погоды. Среди организмов, образующих биоценоз, различают доминанты, т. е. виды, преобладающие по численности. Разным систематическим группам организмов, образующих биоценоз, свойственны свои доминанты, поскольку трудно сравнивать, например, млекопитающих с насекомыми или цветковые растения с водорослями. Обычно выделяют доминанты отдельно для деревьев, кустарников и трав, образующих биоценоз. Кроме доминантов, выделяют субдоминанты, второстепенные и третьестепенные виды. В эти понятия стараются вложить количественные характеристики. Так, для птиц была предложена следующая градация: доминанты -- 15,0% и более от общего числа особей, содоминанты (субдоминанты) -- 5,0--14,9, второстепенные виды -- 0,1--4,9, третьестепенные -- менее 0,1%. Для растений подобные градации выделяются, как было указано, чаще всего на основе численности, иногда по биомассе, проективному покрытию или обилию.. Одни авторы выделяют доминанты-растения для сообщества в целом (как это делается для доминирующих животных), другие, как, например, американские исследователи,-- только для главного яруса, считая господствующие растения второстепенных ярусов субдоминантами. Кроме выделения доминантов для основных систематических групп, образующих сообщество в целом (для цветковых растений, млекопитающих, птиц, насекомых и т. д.), их иногда выделяют для групп ярусов или даже для каждого яруса отдельно. Следует подчеркнуть, что доминирование не обязательно связано с высоким обилием (высокой численностью или биомассой) вида. Доминирование -- понятие относительное. Доминант -- это вид, преобладающий над другими. Так, в пустынях доминирующие солянки или полыни могут при разреженном растительном покрове иметь низкую численность, малую биомассу и невысокое проективное покрытие.

Доминанты, которые определяют характер и строй сообщества, называются эдификаторами. Обычно этот термин применяется только к растениям, но, по существу, он вполне применим к таким животным, как землерои или пасущиеся копытные животные, деятельность которых во многом определяет особенности биоценоза. В водных биоценозах роль определенных видов животных в качестве эдификаторов не вызывает сомнения.

Обычно биоценоз подразделяют на фитоценоз, зооценоз, микоценоз и микробоценоз. Однако если фитоценоз есть сообщество взаимовлияющих организмов, то остальные выделяются в значительной степени условно, по методическим причинам.

2. Пространственная структура биоценоза

Любое сообщество характеризуется определенной пространственной структурой, связанной в первую очередь с его неподвижными компонентами -- растениями. Вертикальная структура сообщества выражается в его ярусности. Количество ярусов различно. Счет их ведется сверху вниз. Высота сообщества редко превышает 100 м (леса из мамонтовa дерева). Ярусность может быть надземной и подземной, в сообществах гидрофитов -- надводной, подводной и внутригрунтовой. Сочлены сообщества от верхней части верхнего надземного яруса до нижней части подземного яруса связаны друг с другом. Столб воды в океане над значительными глубинами мы не можем считать принадлежащим к одному сообществу от поверхности до дна. Это совокупность сообществ, сменяющих друг друга сверху вниз по мере того, как сменяют друг друга группы организмов, обитающих на разных глубинах, характеризующиеся несходными экологическими особенностями.

Наибольшим числом ярусов в наземных биоценозах характеризуются леса. Однако в наиболее благоприятных условиях влажного тропического леса выделить отдельные ярусы в составе древостоя невозможно: кроны деревьев образуют сплошной древесный полог. В лесах умеренного пояса насчитывают от одного до трех древесных ярусов. Под деревьями часто развит ярус кустарников (нередко он отсутствует или представлен отдельными кустами; так, он полностью отсутствует во влажных тропических лесах, очень слабо развит в темнохвойных лесах), ниже -- ярус трав и кустарничков, наконец, на поверхности почвы -- моховой или лишайниковый ярус. Подземные органы растений также обычно образуют несколько ярусов.

Ярусы при этом могут быть постоянными, если они построены деревьями или кустарниками с многолетними стволами. Молодые растения не сразу попадают в ярус, образованный взрослыми растениями того же вида. Они иногда в течение многих лет постепенно дорастают до этого яруса. Ярусы, образованные травянистыми растениями, непостоянны. Травы в период вегетации постепенно развиваются, пока не достигают предельной для себя высоты, при которой они цветут и плодоносят. Индивидуальная изменчивость представителей одного и того же вида приводит к тому, что верхняя граница яруса, образованного травами, представляет не прямую, а волнистую линию.

Не все растения оказываются ярусообразующими. Кроме них, имеются виды, входящие в состав тех или иных ярусов для того, чтобы подняться в наиболее благоприятные для них по условиям освещенности участки. Эти растения именуются межъярусными. К ним относятся эпифиты и лианы. Эпифиты поселяются на разной высоте на самостоятельно растущих растениях, чаще всего на деревьях, лианы тянутся в кроны растений различных ярусов.

Животные не приурочены постоянно к какому-либо ярусу. В большей степени связаны с определенными глубинами почвы различные населяющие ее беспозвоночные обитатели. Но и тут точнее говорить о тех амплитудах глубин, на которых встречаются представители той или иной систематической группы, того или иного вида, а не о приуроченности к определенному подземному ярусу. Наземные животные меняют свое ярусное положение в течение дня, года, жизни, проводя в том или ином ярусе более продолжительное время, чем в других.

Горизонтальная структура биоценоза мозаична. Хотя биотоп, а вместе с ним и биоценоз характеризуются определенной горизонтальной однородностью, однако эта однородность биотопа может быть до известной степени относительной. Так, в глинистом субстрате мельчайшие по интенсивности и площади проявления просадочные явления могут создать мозаичность условий увлажнения и засоления нанорельефа, а следовательно, и различия в растительном покрове. В то же время даже при полной однородности биотопа развитый"в нем биоценоз может характеризоваться некоторой неоднородностью среды, связанной с чередованием крон и подкроновых пространств, с неоднородностью освещенности и влажности. Иногда различные породы, входящие в состав древесного полога, создают некоторую пестроту в условиях существования более низких ярусов, вызывающую различия в их составе. Поэтому биоценоз, как правило, характеризуется и горизонтальной, а не только вертикальной структурой. При этом, естественно, встает вопрос, как мы можем различить, имеем ли мы дело с мозаичностью в пределах биоценоза или с чередованием различных биоценозов? Здесь основным критерием должно быть наличие или отсутствие одного или нескольких общих эдификаторов. Если неоднородность связана с деятельностью одного общего эдификатора или нескольких совместно произрастающих эдификаторов, та речь идет о мозаичности в пределах одного биоценоза. Если же неоднородность вызвана тем, что эдификаторы в разных участках различны» то мы имеем дело с комплексом различных биоценозов.

Мозаичность биоценоза выражается в его подразделении на несколько типов участков -- микроценозов, каждый из которых отличается от участков, относящихся к другим типам, по составу, количественному соотношению видов, структурным особенностям биоценоза. Каждый тип микроценоза включает организмы различного систематического положения -- беспозвоночных и позвоночных животных, высших и низших растений, грибов, бактерий и сине-зеленых водорослей. Он охватывает все ярусы биоценоза.

3. Отношения между организмами в биоценозе

Можно говорить о разных типах отношений между организмами в биоценозе -- мyтуалистических, комменсалистических, хищнических, паразитических и пр. На этих отношениях построена вся жизнь биоценоза. При этом они чаще наблюдаются между организмами, обитающими в одном и том же биоценозе, иногда выходят за его пределы. Функциональная направленность таких отношений может быть различной. Наиболее широко распространены трофические (пищевые) отношения. Именно ими определяются трофические уровни: продуценты, консументы трех порядков и редуценты. По набору кормов различают эврифагов (виды с весьма широким кругом кормов) и стенофагов (круг кормов которых узок). В пределах этих групп выделяют формы животных: растительноядные, животноядные и со смешанным животно-растительным питанием. Более мелкие группы животных составляют семенояды (потребители зеленых кормов, древесины, коры растений, мяса и других тканей живых животных, трупов, грибов) и копрофаги (потребители экскрементов, отмерших растительных тканей и т. д.). Конечно, эти подразделения условны, но они дают представление о разнообразии кормовых групп. Разнообразие кормовых рационов влечет за собой широкое использование различных видов органического вещества в биоценозе и в разном состоянии (живые ткани, трупы, гниющие вещества и т. д.).

Вторая направленность отношений между организмами -- отношения топические -- предоставление одними видами убежища, или, говоря шире, места поселения другому виду. Чаще в качестве хозяев «квартиры» выступают растения. Многие виды животных поселяются на ветвях, на поверхности коры, в дуплах, среди травяного покрова и пр. Постоянное пребывание на определенном субстрате -- причина возникновения их окраски и формы, которые получили название покровительственных. Будучи похожими по окраске и форме на субстрат, на котором они живут, или на отдельные части растений, животные становятся менее заметными для врагов. Иногда роль хозяина «квартиры.» выполняют животные -- обитатели биоценоза. Это, например, водоросли, поселяющихся в шерсти южноамериканских млекопитающих -- ленивцев. Известно значительное число животных нидиколов -- обитателей нор других животных.

Третье направление отношений между организмами -- отношения форические, когда одни виды способствуют перемещению с места на место других видов. В качестве примера можно привести жуков-навозников, которые переносят по воздуху мелких гамазовых клещей, поселяющихся на их брюшке, из одной навозной кучи в другую. Такие же форические отношения в сочетании с трофическими наблюдаются между птицами и млекопитающими, с одной стороны, и их эктопаразитами (пухоедами, блохами, клещами) -- с другой.

Четвертое направление отношений -- фабрические, при которых один вид животного использует части другого животного или растения при строительстве гнезд, подстилки в норах и пр. Один из наиболее ярких примеров фабрических отношений -- использование бобрами стволов деревьев и их ветвей при строительстве плотин и хаток. Однако имеется и много других примеров -- строительство гнезд птицами, мелкими зверьками (из веточек, листьев, летучих семян и пр.).

Зеленые растения представляют собой и структурную основу любого наземного биоценоза, и его энергетическую базу, так как это основная группа продуцентов, т. е. организмов, поставляющих энергию, полученную в процессе ассимиляции. Животные выступают как потребители выработанного растениями органического вещества в его разнообразных формах, как консументы трех порядков. Грибы играют в биоценозах разнообразную роль. Среди них имеются консументы -- паразитические грибы, нападающие на растения и животных, и много редуцентов, способствующих превращению различных органических веществ в минеральные. В то же время плодовые тела многих грибов представляют лакомую пищу для животных -- обитателей сообщества. Бактерии -- в первую очередь редуценты. Среди них имеется также значительное число видов, уничтожающих органическое вещество животных и растений.

К сказанному можно добавить, что абсолютных граней между перечисленными группами организмов нет. Консументы -- животные, грибы, паразитические растения в то же время выполняют и роль редуцентов, превращая в процессе своей жизнедеятельности органические вещества в минеральные. Эпифиты, являющиеся преимущественно продуцентами, в то же время используют в процессе питания разлагающиеся растительные вещества, скапливающиеся на коре растений-хозяев, т. е. одновременно выполняют и функции редуцентов.

Для понимания роли тех или иных организмов в жизни сообщества имеет существенное значение оценка их численности. Мы говорили о подразделении видов по степени их доминирования. Имеются и другие способы оценки численности (обилия) вида. Различают абсолютную (в цифрах) и относительную (в баллах или %) оценки обилия. При цифровой оценке определяют количество особей на единицу площади, объем вида .на единицу объема сообщества, массу вида на единицу площади, объема или в пересчете на число особей.

Цифровые оценки численности, несмотря на их трудоемкость, наиболее часто используются, так как наиболее точны и допускают машинную статистическую обработку результатов.

Методы балльной оценки численности дают значительно менее точные результаты, хотя и менее трудоемки. Для растений в числе других используется пятибалльная шкала, предложенная немецким ботаником О. Друде (сор3, сор2, cop1, sp, sol). Относительные оценки обилия у растений основываются чаще всего на проценте площади,. занятой проекциями надземных частей от общей площади, на которой проводилось измерение. Применяется также подсчет наименьших расстояний между растениями, суммы поперечных сечений стволов, суммы площадей оснований стеблей и др. Ко многим животным, подвижным и к тому же ведущим скрытный образ жизни, методы цифровой оценки, плохо применимы. Из балльных оценок обычно применяется трехбалльная шкала: вид многочислен, обычен, редок. В качестве критериев косвенной оценки могут служить: количество нор, или входных отверстий (для норников), подсчет по голосам (преимущественно для птиц), количество следов на единицу площади, число кормовых столиков (скоплений несъеденных остатков растений) и пр.

Помимо упомянутых выше структурных единиц биоценоза (микроценозов) в нем имеются структурно-функциональные единицы (консорции). Под консорцией понимают совокупность самостоятельно существующего (т. е. не нуждающегося в опоре и не поселяющегося на другом виде) зеленого (т. е. ассимилирующего) растения со всеми организмами, связанными с ним трофическими, топическими, форическими и фабрическими связями, т. е. использующими его в процессе жизнедеятельности. В этом случае самостоятельно существующее зеленое автотрофное растение называют центром консорции, а связанные с ним виды -- консортами. Консорции могут быть индивидуальными, ценопопуляционными, региональными, видовыми. Популяции консортов, связанные с индивидуальным или ценопопуляционным центром консорции, могут включать: паразитов из мира растений, грибов, микроорганизмов, животных, растений-полупаразитов, микоризообразователей, эпифитов и лиан, животных-фитофагов, собирателей пыльцы и нектара, гнездящихся на растениях птиц -- переносчиков семян и плодов. Иными словами, в состав консортов входят все организмы, непосредственно связанные с центром консорции, но не входят виды, связанные с ним лишь косвенно, например консументы второго порядка, поедающие растительноядных животных, питающихся на данном растении. Консорции тесно переплетаются друг с другом, поскольку одни и те же виды консортов могут быть связаны с различными центрами консорции.

Трофические связи в сообществе образуют густую сеть пищевых цепей, включающих продуценты, находящиеся в начале любой пищевой цепи, а также консументы различных порядков и редуценты. При этом каждое последующее звено пищевой цепи дает меньшую, .массу, чем предыдущее, поэтому любая пищевая цепь характеризуется, как говорят, пирамидой биомасс.

Сообщество характеризуется, как сказано выше, своей внутренней средой, отличающейся от среды, не преобразованной сообществом. Эта внутренняя среда, преобразованная сообществом, далеко не однородна. Каждый вид, каждая жизненная форма, образующие сообщество, находят в нем для себя наиболее благоприятные условия существования. Нередко для выполнения разных функций одним и тем же видам необходимы различные условия. Таким образом, сообщество представляет сочетание разнообразных в экологическом отношении групп.

Очень существенное значение имеет характер пребывания видов в биоценозе. Растения, как правило, неподвижны. Группы растений, образующие сообщество, различаются тем, какую долю своих органов они теряют в неблагоприятные периоды года. Так, одни из них круглый год сохраняются в неизменном виде; другие -- теряют на неблагоприятное время года только листья; третьи -- листья и большую или меньшую часть стеблей; четвертые -- кроме листьев и надземных стеблей, значительную часть подземных органов, сохраняя лишь луковицы, клубни и корневища, запасающие корни, специально предназначенные для перенесения этих неблагоприятных условий; наконец, пятые в течение неблагоприятного периода сохраняются лишь в виде семян и плодов.

Животные менее тесно связаны с определенным сообществом. Мы можем различать изменения характера пребывания животных в сообществе по фазам метаморфоза, времени суток и сезонам. Одни виды проходят в одном и том же биоценозе все фазы развития, нередко лишь меняя место пребывания на разных фазах. Так, многие жуки в фазе яйца и личинки обитают в почве, а во взрослом состоянии -- живут в воздушной среде. Птенцы некоторых птиц выводятся на поверхности почвы, а становясь способными к полету, перекочевывают в кроны деревьев и т. д. Другие виды одни фазы развития проходят в одном ценозе, другие -- в другом.

Нередко животные изменяют пребывание в сообществе в течение суток. Так, цапли кормятся по берегам водоемов, а гнездятся и ночуют в кронах деревьев, белая .крачка (обитатель тропических островов и побережий) и некоторые другие птицы летают в поисках пищи над океаном, где они добывают корма выводят птенцов на ветвях лесных деревьев, куда и приносят им корм, и т. д. Наконец, нередко животные различаются по характеру пребывания в сообществ в разные сезоны года. Есть виды, обитающие в одном сообществе в течение круглого года и находящиеся весь год в активном состоянии; другие, живя в одном и том же сообществе круглый год, часть года проводят в состоянии спячки или анабиоза, третьи -- только в период выведения детенышей связаны с определенным сообществом, а остальное время проводят в сообществах других стран; некоторые виды, наоборот, выведя детенышей в сообществах дальних стран, в данное сообщество переселяются только на остальную часть года, когда там, где они выводили детенышей, условия существования становятся неблагоприятными; наконец, многие сообщества посещаются,, целой группой- видов лишь дважды в году -- в период весенних и осенних миграций. Конечно, в сообществах различных географических зон соотношение между животными различных групп неодинаково. Так, во влажных тропических сообществах отсутствуют полностью или почти полностью сезонные мигранты и впадающие в оцепенение или в спячку формы и виды, улетающие на неблагоприятное время года. В аридных районах много видов, впадающих в оцепенение или откочевывающих на неблагоприятное время года. В холодных странах велик процент откочевывающих форм и мало обитающих круглый год и т. д.

Животные могут в процессе жизнедеятельности связывать друг с другом близкие и более далекие друг от друга сообщества. Так, различные фазы развития многими животными проходятся в разных средах, одни стадии развития проходят в водной среде, другие -- в наземной, в далеких друг от друга сообществах. Таковы, например, многие насекомые -- комары, мошки, стрекозы и др. При суточных перемещениях птицы, например, могут удаляться от того сообщества, с которым связана большая часть их жизни, на километры и десятки километров, при сезонных миграциях -- на сотни и тысячи километров.

По привязанности к сообществу все организмы могут быть поделены на две основные группы: постоянные (сессильные), к которым относятся на суше растения и грибы, а в водных сообществах и бентосные формы и непостоянные (вагильные), к которым относится большая часть животных и неприкрепленные водные растения.

4. Динамика сообществ

биоценоз трофический сообщество фитоценоз

Суточная динамика сообществ охватывает как обитающие в них растения, так и особенно их животное население. Она выражается в изменениях интенсивности дыхания и фотосинтеза, в раскрывании и закрывании цветков растений, а у животных -- в смене суточной активности представителей различных групп (дневных, сумеречных и ночных животных), в изменении интенсивности посещения опылителями цветков различных растений, в выходе на охоту различных по времени суточной активности хищных животных и т. д.

Для сообществ характерна и сезонная смена их облика, так называемая смена аспектов. Она связана с изменением состава обитающих в этих сообществах животных и фенологического состояния образующих эти сообщества растений. Более ярко смены аспектов выражены в открытых фитоценозах (например, в степях), менее ярки, хотя также хорошо заметны, они в закрытых (например, лесных) фитоценозах. Для Стрелецкой степи под Курском ботаник В.В. Алехин насчитывает не менее 11 фаз аспектов, сменяющих друг друга и придающих различный облик степи. Смена аспектов наблюдается и в южных степях.

Погодичная (разногодичная) динамика характеризуется ненаправленностью, обратимостью происходящих изменений, т. е. возможностью возврата сообщества к состоянию, близкому к наблюдавшемуся несколько лет назад, отсутствием резкой смены флористического и фаунистического составов. Хорошим примером погодичной динамики (флуктуаций) являются изменения, происходящие в широколиственном лесу, связанные с изменениями урожайности плодов деревьев, которая различна в разные годы, причем хорошие урожаи случаются раз в 2 -- 4 года. В годы низких урожаев плодов снижается численность мелких мышевидных грызунов -- потребителей плодов, и таких птиц, как сойка, для которой желуди и плоды других деревьев представляют излюбленный корм. На год низкой численности потребителей обычно и приходится высокий урожай семян. В результате их прорастания начинается массовое развитие подроста, поскольку численность животных, питающихся семенами, невысока. Но обильный урожай способствует повышению интенсивности размножения зверьков и птиц, а высокая численность грызунов -- более успешному прокормлению личинок иксодовых клещей. Таким образом, с отставанием на год от высокого урожая семян наблюдается повышение численности грызунов и птиц -- потребителей этого корма, а с отставанием еще на год -- и повышение численности иксодовых клещей, личинки которых питаются преимущественно кровью грызунов. На год высокой численности зверьков или на следующий год приходится пониженный урожай семян, поэтому рост численности животных прекращается, а затем численность начинает падать. На этот период приходится подъем урожайности семян, а затем новый рост численности зверьков и т. д. Таким образом, подъемы урожайности семян и численности их потребителей отстают друг от друга и выдаются годы, когда возобновление древостоя идет успешно при низкой численности семеноядов, в другие же годы большая часть урожая семян оказывается съеденной.

В степных биоценозах потребители зеленой растительной массы (обыкновенная полевка в более северных степях, степная пеструшка -- в более южных), численность которых периодически увеличивается, сильно поедают травы вокруг своих колоний, что способствует вырастанию на этих колониях бурьянистых одно- и двулетних растений. Это уменьшает количество пищи для зверьков, увеличивает их пробег в поисках пищи и гибель от хищных птиц, которые на весеннем пролете часто останавливаются в местах скоплений грызунов. Сильно разросшиеся по численности популяции легче становятся жертвами различных паразитарных инвазий и бактериальных эпизоотии, что вызывает вымирание зверьков. Их число вновь понижается, вокруг их колоний начинают восстанавливаться многолетники и цикл количественных изменений начинается сначала. Изменения численности зверьков и характера растительного покрова могут происходить в пределах одного и того же сообщества, но могут иметь место и смены одного сообщества другим. Они могут быть непоследовательными, а могут быть последовательными. В последнем случае их называют сукцессиями. Таким образом, сукцессии -- это такие смены, при которых одно сообщество сменяется другим и которые протекают последовательно, без возврата к прежнему состоянию.

Если сообщество начинает развиваться на участке, полностью лишенном жизни, сукцессия называется первичной, если же речь идет о смене одного сообщества другим в результате резких изменений условий существования или значительных нарушениях состава сообщества, мы говорим о вторичных сукцессиях.

Развитие сообществ на лишенных организмов поверхностях (обсохших днищах морей и озер, песчаных наносах, лавовых потоках, обнажившихся скалах и осыпях) проходит три последовательные стадии. Заселение лишенной жизни поверхности определяется случайностями .заноса живых существ и свойствами субстрата. Под влиянием случая семена определенных видов растений проникают на данный участок; определенные виды животных здесь поселяются. Не все проникшие на участок организмы могут здесь развиваться. Для многих условия оказываются неподходящими, они не достигают зрелости и не приносят потомства. Как правило, успешно развиваются на таком участке лишь немногие из проникших сюда видов. Первыми поселенцами всегда являются растения, так как без них существование животных консументов невозможно. Эта стадия развития сообщества называется пионерной группировкой. Пионерная группировка характеризуется: неопределенностью состава (одни виды появляются, другие исчезают), разобщенностью отдельных экземпляров растений, которые еще не могут оказывать влияния друг на друга (сообщество еще не сложилось) , но уже оказывают в той или иной степени влияние на среду (из мертвых частей растений и трупов животных минеральные соли попадают в почву; растения, изымая питательные вещества из почвы, изменяют ее состав, а транспортируя, увлажняют атмосферу). Нередко замедление токов воздуха, несущего частицы грунта, стеблями растений способствует развитию зачатков нанорельефа -- бугорков у оснований стеблей. Сообщество еще не является замкнутым, т. е. возможно вселение в него новых видов, но и не является сомкнутым, т. е. надземные и тем более подземные части растений не смыкаются друг с другом, экземпляры растений находятся на некотором, иногда значительном расстоянии друг от друга.

Преобразование такой пионерной группировки начинается с того момента, когда во вновь развивающемся сообществе растения начинают возобновляться семенами или вегетативным путем, а животные размножаются. Темпы заселения участка возрастают, а так как источником молодых экземпляров становятся преимущественно особи, уже обитающие на этом участке, то сложение растительного покрова становится зарослевым (участок, занятый одним видом, сменяется участком, занятым другим видом), а животное население приобретает пятнистый характер (наблюдается чередование скоплений и разрежении). Состав такого сообщества не вполне устойчив, довольно легко происходит внедрение новых видов (один вид уже оказывает влияние на другой, но преимущественно по границам возникших пятен и групп), структура сообщества еще не устоявшаяся и довольно простая. Значительную роль начинает играть конкуренция. Эта стадия развития сообщества называется группировкой.

Наконец, при дальнейшей совместной жизни на одном и том же участке возрастает экологическая дифференциация. Так, кроме светолюбивых растений, под их пологом появляются и тенелюбивые или теневыносливые, на участок проникают консументы разных порядков, становятся более сложными пищевые цепи и консорции, видовой состав становится более постоянным, т. е. проникновение на участок новых видов заметно замедляется. Эта стадия развития совокупности животных и растений называется сложившимся сообществом.

По мере развития сообщество приходит во все большее соответствие с условиями среды. Сообщество, соответствующее тем условиям, в которых оно существует, получило в зарубежной литературе название климакса. Нельзя придавать этому понятию абсолютное значение v полагать, что при достижении стадии климакса сообщество прекращает дальнейшее развитие, как считают некоторые западные ученые. Развитие сообщества всегда имеет место, поскольку оно происходит не только под влиянием несоответствия сообщества внешним условиям, но и в результате его самодвижения, без всякого изменения внешних условий. В таком понимании представление о климаксе идеологически вполне приемлемо.

Вторичные сукцессии могут происходить путем постепенного изменения сообщества в результате изменения им среды обитания или под влиянием внешних воздействий, не связанных с этим логическим развитием. Последний тип смен называется стихийными или внезапными сменами. Внезапные смены могут быть: климатогенными, эдафогенными, биогенными, пирогенными (под воздействием огня) и антропогенными. Любая смена, начавшаяся под влиянием внешнего по отношению к сообществу фактора, постепенно переходит в эндодинамическую смену, определяемую все в большей степени воздействием сообщества на среду его обитания.

Примером вторичных сукцессий, связанных с постепенным изменением среды обитания, является, например, зарастание водоема. Оно может происходить двумя способами. При зарастании со дна стадия господства планктонных организмов сменяется развитием подводных лугов, образованных макрофитами и населенных различными водными животными. Эта стадия сменяется стадией растений с плавающими листьями, поднимающимися с глубины 2 -- 3 м, а иногда более. На этой стадии в составе биоценоза наряду с водными животными появляются различные виды, связанные с плавающими листьями, обитающие на поверхности воды или ведущие воздушный образ жизни, присаживающиеся время от времени на листья. Следующая стадия -- развитие пояса тростника, камыша и рдестов, поднимающихся с глубины от 0,5 до 2 -- 3 м, характеризуется обеднением состава водных обитателей и появлением различных земноводных форм (вплоть до таких крупных, как водяная полевка, устраивающая гнезда среди стеблей тростника) и водоплавающих птиц, проводящих в тростниковых и камышовых крепях период линьки, когда птицы теряют способность подниматься на крыло. Затем это сообщество сменяется прибрежной болотной растительностью и происходит смена водных обитателей болотными, в том числе из птиц различными видами куликов. Дальнейшее развитие может привести к образованию древесно-кустарникового сообщества.

Второй тип зарастания водоема -- образование сплавины, когда от берега надвигается на водоем зыбучий ковер из мхов и некоторых цветковых растений с мощными корневищами, от нижней поверхности которого отрываются частицы ила, постепенно заполняющие водоем. После заполнения водоема илом возникает болотный биоценоз.

Примером постепенной смены сообществ может служить и смена степного сообщества лесным, которая до появления человека, остановившего этот процесс, происходила в Евразии на границе леса и степи. В северных степях травянистая растительность, постепенно изменяя химизм почвы, создает условия, более благоприятные для существования кустарниковых растений (в том числе для степной вишни, степного миндаля), чем для трав. В результате травянистые степи сменяются кустарниковыми, которые привлекают таких потребителей плодов кустарников, как обыкновенный хомяк, серая куропатка и др. Среди кустарниковой степи появляются проростки деревьев, и постепенно кустарниковая степь сменяется лесным сообществом с березой и осиной, с гнездящимися на деревьях птицами (грачом, кобчиком и др.), с лесными видами трав и насекомых.

Внезапные смены происходят под влиянием катастрофических воздействий самого различного характера -- наводнений, оползней, пожаров, распашки, вырубки лесов и пр. Каждая такая смена начинается гибелью видов, характерных для данного сообщества, затем происходит постепенное восстановление этого сообщества. Так, после вырубки лесов на лесосеках развиваются представители высокотравья (иван-чай, виды вейника и другие растения), исчезают типичные лесные виды животных, вместо них появляются виды -- потребители зеленой растительной массы (в том числе серая полевка), потребители мертвой древесины и коры деревьев. Следующий этап восстановления леса -- развитие кустарников, преимущественно ягодных -- малины, жимолости и др. В этот период вырубки охотно посещаются медведем -- большим любителем ягод; ягодами кормятся и рыжие полевки, численность которых здесь резко увеличивается; находит обильный корм на вырубках тетерев. Следующий этап -- появление на вырубках молодняка мелколиственных пород (березы и осины). На этой стадии развития сообщества в нем охотно кормятся лоси, зайцы, сюда вселяются специфические для мелколиственных деревьев растительноядные насекомые, уменьшается численность серой полевки, свойственной травянистым сообществам. Иногда вместо мелколиственных пород вторичные леса бывают образованы сосной. Наконец, под пологом мелколиственного леса развивается молодняк коренных темнохвойных пород и состав обитателей леса приближается к исходному.

Распашка степных пространств и выращивание на месте распаханных степей зерновых культур приводит к резкому обеднению фауны. Значительная часть видов-зеленоядов исчезает, так как только в начальные фазы развития полевой культуры такое сообщество богато зелеными кормами, а к моменту созревания урожая преобладает зерновой корм, чаще одного вида. Убежища многих степных животных, например мелких грызунов, при распашке разрушаются, и они становятся легкой добычей врагов. Вместе с уничтожением травостоя распашкой исчезают и укрытия, существовавшие в степи среди трав. Обстановка меняется коренным образом, и значительная часть животного населения погибает, а численность оставшихся видов резко уменьшается, и лишь немногие виды, для которых в посевах находится пища, сохраняются и даже повышают численность. Так, на полях зерновых культур обильными становятся зерноядные грызуны -- хомячки. Если пашни спустя некоторое время забрасываются под залежь, то начинается медленное восстановление степных сообществ. Первая стадия восстановления характеризуется господством бурьянистых растений и животных -- потребителей семенных кормов (при значительной бедности видового состава). Вторая стадия -- сообщества с преобладанием корневищных злаков, развивающиеся при некотором уплотнении почвы. На этой стадии в составе сообщества появляются норники-зеленояды. Восстанавливается состав степняков -- насекомых и птиц. Происходит постепенное вселение характерных степных видов растений -- представителей разнотравья, а затем дерновинных злаков, характерных для степных сообществ птиц открытых пространств (жаворонков, степных орлов, иногда стрепетов), а также степных насекомых (жуков-чернотелок, карапузиков, представителей отрядов полужесткокрылых, прямокрылых и др.). Процесс восстановления степного сообщества длится многие десятилетия; при этом первые его стадии кратковременных: стадия бурьянистого сообщества длится 1--3 года, стадия корневищных злаков -- 5--8 лет.

Любая сукцессия, вызванная катастрофической причиной, проходит подобный путь -- несколько быстро сменяющих друг друга начальных стадий после произошедшей катастрофы, а затем значительно более медленное длительное восстановление исходного сообщества. В настоящее время деятельность человека на нашей планете приняла такой размах, что трудно найти сообщество, не затронутое его деятельностью. Все сообщества, которые мы встречаем, находятся, как правило, на одной из стадий восстановления, нередко тормозящегося продолжающимся давлением антропогенного фактора. Факторы, которые существовали и в «дочеловеческий» период, например изменения, вызываемые пожарами (пирогенные), стали играть с появлением на Земле человека значительно большую роль, чем раньше. Одновременно с этим появились многие другие факторы, которых ранее не было. Природные сообщества в настоящее время сохранились лишь как идеал, в той или иной степени нарушенный.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Совокупность популяций, обитающих в какой-то одной области, составляет биоценоз. Это биологическая система, которая может существовать самостоятельно до тех пор, пока получает энергию извне, обычно прямо от солнца. Биоценозы, так же как и составляющие их виды, создались путем естественного отбора. Число видов в сложившемся биоценозе остается обычно постоянным; при этом каждый вид занимает определенную экологическую нишу, т.е. определенное место в биоценозе, и тесно связан со многими другими видами. Эта связь принимает форму цепей питания; различные цепи питания, переплетаясь, образуют сложные сети питания.

Начальное звено цепи питания, как правило, образуют автотрофные организмы, т.е. преимущественно зеленые растения. Они улавливают солнечную энергию и делают ее доступной для всех членов сообществ. Следующими членами цепи являются растительноядные животные, потребляющие питательные вещества, так сказать, из первоисточника; их называют первичными потребителями. Далее идут животные (а также несколько видов растений), относящиеся к категории плотоядных, которые питаются растительноядными животными. Это вторичные потребители. Нередко эти плотоядные в свою очередь служат пищей для третичных потребителей и далее цепь может продолжаться до более высоких порядков. нередко животные относятся к категории всеядных и поедают как производителей, так и потребителей. Лучшим примером в этом отношении может служить человек.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алехин В.В., Кудряшок Л.В., Говорухин В.С. География растений с основами ботаники. - М., 1961. - 532 с.

2. Бобринский Н.А. География животных. - М., 1951. - 384 с.

3. Второв П.П., Дроздов Н.Н. Биогеграфия. - М., 1987. - 270 с.

4. Зедлаг У. Животный мир Земли. - М., 1986. - 207 с.

5. Леме Ж. Основы биогеграфии. - М., 1980. - 309 с.

6. Нейл У. География жизни. - М., 1973. - 339 с.

Размещено на Allbest.ru