Welcher Wissenschaftler hat den Begriff Biogeozänose in die Wissenschaft eingeführt? Das Konzept der Ökosysteme. Die Lehre von den Biogeozänosen. Dynamisches Gleichgewicht des Systems

Denken Sie an Ihr Zuhause und alle darin befindlichen Gegenstände und Bewohner. Sie haben wahrscheinlich Möbel, Bücher, Lebensmittel in Ihrem Kühlschrank, eine Familie und vielleicht sogar Haustiere. Ihr Zuhause besteht aus vielen lebenden Organismen und nicht lebenden Objekten. Wie ein Haus ist jedes Ökosystem eine Gemeinschaft lebender Individuen und nicht lebender Dinge, die im selben Raum koexistieren. Diese Gemeinschaften haben Grenzen, die nicht immer klar sind, und es ist oft schwierig zu verstehen, wo ein Ökosystem endet und ein anderes beginnt. Dies ist der Hauptunterschied zur Biogeozänose. Beispiele für diese und andere Systeme werden wir im Folgenden genauer betrachten.

Ökosystem: Definition

So wie ein Automotor aus mehreren Teilen besteht, die zusammenarbeiten, gibt es auch in einem Ökosystem interagierende Elemente, die ihn am Laufen halten.

Nach der Definition von V. N. Sukachev ist ein Ökosystem eine Reihe homogener Naturphänomene in einem bestimmten Gebiet (Atmosphäre, Gestein, Vegetation, Fauna und Welt der Mikroorganismen, Boden und hydrologische Bedingungen), die eine besondere Spezifität der Wechselwirkungen aufweisen Diese Komponenten und eine bestimmte Art von Stoffwechsel und Energie (untereinander und mit anderen Naturphänomenen) stellen eine innere widersprüchliche Einheit dar, die sich in ständiger Bewegung und Entwicklung befindet.

Lebewesen sind biotische Merkmale und nichtlebende Dinge sind abiotische Merkmale. Jedes Ökosystem ist einzigartig, aber alle bestehen aus drei Hauptkomponenten:

• Autotrophe (Energieproduzenten).
• Heterotrophe (Energieverbraucher).
• Unbelebte Natur.

Pflanzen machen die Mehrheit der Autotrophen in einem Ökosystem aus, während die Mehrheit der Heterotrophen Tiere sind. Unter unbelebter Materie versteht man Erde, Sedimente, Laubstreu und andere organische Stoffe am Boden oder am Grund von Gewässern. Es gibt zwei Arten von Ökosystemen – geschlossene und offene. Die ersten sind diejenigen, die über keine Ressourcen (Energieaustausch aus der Umwelt) oder Outputs (Energieaustausch innerhalb des Ökosystems) verfügen. Offen sind solche, bei denen sowohl ein Energieaustausch als auch die Ergebnisse eines internen Austauschs stattfinden.

Ökosystemklassifizierung

Ökosysteme gibt es in vielen Formen und Größen, aber ihre Klassifizierung hilft Wissenschaftlern, ihre Prozesse besser zu verstehen und zu verwalten. Sie können auf unterschiedliche Weise klassifiziert werden, am häufigsten werden sie jedoch als terrestrisch und aquatisch definiert. Es gibt viele Arten von Ökosystemen, aber drei davon, auch Biome genannt, sind die wichtigsten. Das:

1. Frisches Wasser.
2. Marine.
3. Boden.

Süßwasserökosysteme

Wenn wir über Süßwasserökosysteme sprechen, können wir folgende Beispiele für natürliche Biogeozänosen nennen:

• Ein Teich ist ein relativ kleines Gewässer, in dem verschiedene Arten von Pflanzen, Amphibien und Insekten leben. In Teichen gibt es manchmal Fische, die häufig vom Menschen künstlich in diese Umgebung eingeführt werden.
• Flussökosystem. Da Flüsse immer mit Meeren verbunden sind, leben in ihnen meist Pflanzen, Fische, Amphibien und sogar Insekten. Dies ist ein Beispiel für eine Biogeozänose, die möglicherweise auch Vögel umfasst, da Vögel häufig im und am Wasser nach kleinen Fischen oder Insekten jagen. Ein Beispiel für die Biogeozänose eines Süßwasserreservoirs ist jede Süßwasserumgebung. Der kleinste lebende Teil der Nahrungskette ist hier Plankton, das oft von Fischen und anderen Kleinlebewesen gefressen wird.

Meeresökosysteme

Ozeanökosysteme sind relativ unauffällig, obwohl sie wie Süßwasserökosysteme auch einige Vögel umfassen, die auf der Meeresoberfläche nach Fischen und Insekten suchen. Beispiele für die natürliche Biogeozänose dieser Ökosysteme:

• Flachwasser. Einige kleine Fische und Korallen leben nur in Landnähe.
• Tiefes Wasser. Große und sogar gigantische Lebewesen können tief in den Gewässern des Weltozeans leben. Ganz unten leben einige der seltsamsten Kreaturen der Welt.
• Warmes Wasser. In wärmeren Gewässern wie dem Pazifischen Ozean befinden sich einige der beeindruckendsten und komplexesten Ökosysteme der Welt.
• Kaltes Wasser. Weniger vielfältige kalte Gewässer unterstützen auch relativ komplexe Ökosysteme. Plankton bildet normalerweise die Basis der Nahrungskette und folgt kleinen Fischen, die von größeren Fischen oder anderen Wildtieren wie Robben oder Pinguinen gefressen werden.

Plankton und andere Pflanzen, die oberflächennahe Meeresgewässer bewohnen, sind für 40 % der gesamten Photosynthese auf der Erde verantwortlich. Es gibt auch pflanzenfressende Lebewesen (z. B. Garnelen), die sich von Plankton ernähren. Sie selbst werden dann meist von größeren Individuen – Fischen – gefressen. Interessanterweise kann Plankton in der Tiefsee nicht existieren, da dort keine Photosynthese möglich ist, da Licht nicht so weit in die Wassersäule eindringen kann. Hier haben sich die Kreaturen auf sehr interessante Weise an die Bedingungen der ewigen Dunkelheit angepasst und gehören zu den faszinierendsten, gruseligsten und faszinierendsten Lebewesen auf der Erde.

Terrestrische Ökosysteme

Hier sind Beispiele für Biogeozänosen auf der Erde:

• Tundra ist ein Ökosystem, das in nördlichen Breitengraden wie Nordkanada, Grönland und Sibirien vorkommt. Diese Gemeinde markiert einen Punkt, der als Baumgrenze bezeichnet wird, da dort Kälte und begrenztes Sonnenlicht das vollständige Wachstum der Bäume erschweren. Aufgrund der rauen Lebensbedingungen verfügt die Tundra typischerweise über relativ einfache Ökosysteme.
• Die Taiga ist für das Baumwachstum etwas günstiger, da sie tiefer im Breitengrad liegt. Und doch ist ihr immer noch ziemlich kalt. Die Taiga liegt in nördlichen Breiten und ist das größte terrestrische Ökosystem der Erde. Die Baumarten, die hier Wurzeln geschlagen haben, sind Nadelbäume (Tannen, Zedern und Kiefern).
• Gemäßigter Laubwald. Es basiert auf Bäumen, deren Blätter wunderschöne Farben annehmen – Rot, Gelb und Orange – bevor sie abfallen. Diese Art von Ökosystem findet man in Breitengraden unterhalb der Taiga, und dort beginnen sich abwechselnde jahreszeitliche Veränderungen wie warme Sommer und kalte Winter zu beobachten. Auf der ganzen Welt gibt es viele verschiedene Arten von Wäldern, darunter Laub- und Nadelwälder. Sie werden von vielen Tier- und Pflanzenarten bewohnt, daher ist das Ökosystem hier sehr reichhaltig. Es ist schwierig, alle Beispiele natürlicher Biogeozänosen innerhalb einer solchen Gemeinschaft aufzulisten.
• Tropenwälder verfügen typischerweise über äußerst reiche Ökosysteme, da es auf relativ kleinem Raum so viele verschiedene Tier- und Pflanzenarten gibt.
• Wüsten. Dies ist ein Beispiel für eine Biogeozänose, die in vielerlei Hinsicht das Gegenteil der Tundra ist. Allerdings ist dies auch von den Bedingungen her ein raues Ökosystem.
• Savannen unterscheiden sich von Wüsten durch die Niederschlagsmenge, die dort jedes Jahr fällt. Folglich gibt es hier eine größere biologische Vielfalt.
• Grasland beherbergt ein breites Spektrum an Lebewesen und kann über sehr komplexe und komplexe Ökosysteme verfügen.

Da es so viele verschiedene Arten terrestrischer Ökosysteme gibt, ist es schwierig, allgemeine Aussagen zu treffen, die sie alle abdecken. Beispiele für Biogeozänose in der Natur sind so vielfältig, dass es schwierig ist, sie zu verallgemeinern. Dennoch gibt es Gemeinsamkeiten. Beispielsweise gibt es in den meisten Ökosystemen Pflanzenfresser, die Pflanzen fressen (die ihrerseits Nahrung von der Sonne und dem Boden erhalten), und in allen gibt es Fleischfresser, die Pflanzenfresser und andere Fleischfresser fressen. Einige Regionen, wie zum Beispiel der Nordpol, werden hauptsächlich von Raubtieren bewohnt. In der Welt der verschneiten Stille gibt es keine Vegetation. Viele Tiere und Pflanzen in terrestrischen Ökosystemen interagieren auch mit Süßwasser- und manchmal Ozeangemeinschaften.

Komplexe Systeme

Ökosysteme sind riesig und komplex. Dazu gehören Ketten von Tieren – von den größten Säugetieren bis zu den kleinsten Insekten – sowie Pflanzen, Pilze und verschiedene Mikroorganismen. Alle diese Lebensformen interagieren und beeinflussen sich gegenseitig. Bären und Vögel fressen Fische, Spitzmäuse fressen Insekten und Raupen fressen Blätter. Alles in der Natur befindet sich in einem empfindlichen Gleichgewicht. Aber Wissenschaftler mögen Fachbegriffe, daher wird dieses Gleichgewicht der Organismen in einem Ökosystem oft als Homöostase (Selbstregulierung) des Ökosystems bezeichnet.

In der realen Welt der Gemeinschaften kann nichts perfekt ausbalanciert werden. Wenn sich ein Ökosystem im Gleichgewicht befindet, bedeutet dies, dass es sich in einem relativ stabilen Zustand befindet: Die Populationen verschiedener Tiere bleiben im gleichen Bereich, ihre Zahl kann in einem bestimmten Stadium zunehmen und abnehmen, es gibt jedoch keinen allgemeinen Trend „nach oben“. " oder "unten".

Bedingungen für einen allmählichen Wandel

Im Laufe der Zeit ändern sich die Bedingungen in der Natur, einschließlich der Größe einer bestimmten Population. Dies geschieht ständig, da einige Arten mit anderen konkurrieren, häufig aufgrund von Klima- und Landschaftsveränderungen. Tiere müssen sich an ihre Umgebung anpassen. Es ist wichtig zu verstehen, dass diese Prozesse in der Natur langsam ablaufen. Sogar Gesteine ​​und Landschaften verändern sich im Laufe einer bestimmten geologischen Periode, und Systeme, die scheinbar in einem stabilen Gleichgewicht sind, sind es nicht.

Wenn wir über die Homöostase von Ökosystemen sprechen, konzentrieren wir uns auf relative Zeitrahmen. Lassen Sie uns ein relativ einfaches Beispiel für Biogeozänose geben: Löwen fressen Gazellen und Gazellen fressen wilde Gräser. Wenn in einem bestimmten Jahr die Löwenpopulation zunimmt, wird die Anzahl der Gazellen abnehmen. Dadurch wird die Grasbedeckung wilder Pflanzen zunehmen. Nächstes Jahr gibt es möglicherweise nicht mehr genügend Gazellen, um die Löwen zu füttern. Dies wird dazu führen, dass die Zahl der Raubtiere abnimmt und mit mehr Gras die Gazellenpopulation zunimmt. Dies wird sich über mehrere kontinuierliche Zyklen fortsetzen, die dazu führen, dass sich die Populationen innerhalb eines bestimmten Bereichs auf und ab bewegen.

Wir können Beispiele für Biogeozänosen nennen, die nicht so ausgewogen sein werden. Dies ist auf die Auswirkungen anthropogener Faktoren zurückzuführen – das Fällen von Bäumen, die Freisetzung von Treibhausgasen, die den Planeten erwärmen, die Jagd auf Tiere usw. Wir erleben derzeit das schnellste Aussterben bestimmter Formen in der Geschichte. Immer wenn ein Tier verschwindet oder seine Population rapide abnimmt, kann man von einem Ungleichgewicht sprechen. Beispielsweise gibt es seit Anfang 2016 weltweit nur noch 60 Amur-Leoparden und nur noch 60 Java-Nashörner.

Was ist zum Überleben notwendig?

Welche wichtigen Dinge braucht es zum Überleben? Es gibt fünf Elemente, die für alle Lebewesen notwendig sind:

• Sonnenlicht;
• Wasser;
• Luft;
• Essen;
• Lebensraum mit der richtigen Temperatur.

Was ist ein Ökosystem? Dabei handelt es sich um einen bestimmten Bereich entweder im Wasser oder an Land. Ökosysteme können klein (ein Ort unter einem Felsen oder in einem Baumstamm, ein Teich, ein See oder ein Wald) oder groß sein, wie zum Beispiel der Ozean oder unser gesamter Planet. Die lebenden Organismen in einem Ökosystem, Pflanzen, Tiere, Bäume und Insekten, interagieren mit nicht lebenden Komponenten wie Wetter, Boden, Sonne und Klima und sind von diesen abhängig.

Nahrungskette

In einem Ökosystem benötigen alle Lebewesen Nahrung zur Energiegewinnung. Grüne Pflanzen werden in der Nahrungskette als Produzenten bezeichnet. Mit Hilfe der Sonne können sie ihre eigene Nahrung produzieren. Dies ist die allererste Ebene der Nahrungskette. Primärkonsumenten wie Insekten, Raupen, Kühe und Schafe konsumieren (fressen) Pflanzen. Tiere (Löwen, Schlangen, Wildkatzen) sind Sekundärverbraucher.

Ökosystem ist ein in der Biologie sehr häufig verwendeter Begriff. Es handelt sich, wie bereits erwähnt, um eine Gemeinschaft von Pflanzen und Tieren, die in einem bestimmten Gebiet miteinander sowie mit der unbelebten Umgebung interagieren. Zu den unbelebten Komponenten gehören Klima- und Wetterbedingungen, Sonne, Boden und Atmosphäre. Und all diese verschiedenen Organismen leben in unmittelbarer Nähe zueinander und interagieren miteinander. Ein Beispiel einer Waldbiogeozänose, in der es sowohl Kaninchen als auch Füchse gibt, zeigt deutlich die Beziehungen zwischen diesen Vertretern der Fauna. Der Fuchs frisst das Kaninchen, um zu überleben. Dieser Zusammenhang hat Auswirkungen auf andere Lebewesen und sogar Pflanzen, die unter gleichen oder ähnlichen Bedingungen leben.

Beispiele für Ökosysteme und Biogeozänosen

Ökosysteme können riesig sein, in denen viele Hundert verschiedene Tiere und Pflanzen in einem empfindlichen Gleichgewicht leben, oder sie können relativ klein sein. An rauen Orten, insbesondere an den Polen, sind die Ökosysteme relativ einfach, da es nur wenige Arten gibt, die den rauen Bedingungen standhalten können. Manche Lebewesen leben möglicherweise in verschiedenen Gemeinschaften auf der ganzen Welt und haben unterschiedliche Beziehungen zu anderen oder ähnlichen Lebewesen.

Die Erde als Ökosystem sticht im gesamten Universum hervor. Ist es möglich, Ökosysteme zu verwalten? Am Beispiel der Biogeozänosen können Sie sehen, wie jeder Eingriff viele positive und negative Veränderungen hervorrufen kann.

Ein ganzes Ökosystem kann zerstört werden, wenn die Temperaturen steigen, der Meeresspiegel steigt oder sich der Klimawandel ändert. Es kann das natürliche Gleichgewicht beeinträchtigen und lebenden Organismen schaden. Dies kann durch menschliche Aktivitäten wie Abholzung, Urbanisierung sowie durch Naturphänomene wie Überschwemmungen, Stürme, Brände oder Vulkanausbrüche geschehen.

Nahrungsketten der Biogeozänose: Beispiele

Auf einer grundlegenden funktionellen Ebene umfasst eine Biogeozänose normalerweise Primärproduzenten (Pflanzen), die in der Lage sind, durch einen Prozess namens Photosynthese Energie aus der Sonne zu gewinnen. Diese Energie fließt dann durch die Nahrungskette. Als nächstes kommen die Verbraucher: primäre (Pflanzenfresser) und sekundäre (Fleischfresser). Diese Verbraucher ernähren sich von der gewonnenen Energie. Zersetzer arbeiten am Ende der Nahrungskette.

Abgestorbenes Gewebe und Abfallprodukte kommen auf allen Ebenen vor. Aasfresser, Schädlinge und Zersetzer verbrauchen nicht nur diese Energie, sondern zerstören auch organisches Material, indem sie es in seine Bestandteile zerlegen. Es sind die Mikroben, die den Zersetzungsvorgang abschließen und organische Bestandteile produzieren, die von den Herstellern wiederverwendet werden können.

Biogeozänose im Wald

Bevor wir Beispiele für Waldbiogeozänose nennen, kehren wir noch einmal zum Konzept des Ökosystems zurück. Der Wald verfügt über eine reiche Flora und wird daher von einer großen Anzahl von Organismen bewohnt, die auf relativ kleinem Raum vorkommen. Die Dichte lebender Organismen ist hier recht hoch. Um dies zu überprüfen, sollten Sie zumindest einige Beispiele für Waldbiogeozänosen betrachten:

• Tropischer immergrüner Wald. Erhält eine beeindruckende Niederschlagsmenge pro Jahr. Das Hauptmerkmal ist die dichte Vegetation, zu der hohe Bäume auf verschiedenen Ebenen gehören, die jeweils verschiedenen Tierarten Schutz bieten.
• Tropischer Laubwald besteht aus Sträuchern und dichten Sträuchern sowie einer Vielzahl von Bäumen. Diese Art zeichnet sich durch eine große Vielfalt an Fauna und Flora aus.
• Gemäßigter immergrüner Wald – es gibt ziemlich viele Bäume sowie Moose und Farne.
• Gemäßigter Laubwald liegt in feucht-gemäßigten Breiten mit ausreichend Niederschlägen. Sommer und Winter sind klar definiert und Bäume verlieren in den Herbst- und Wintermonaten ihre Blätter.
• Die Taiga, kurz vor den arktischen Regionen gelegen, ist geprägt von immergrünen Nadelbäumen. Die Temperatur ist sechs Monate lang niedrig (unter Null) und das Leben hier scheint zu dieser Zeit einzufrieren. Zu anderen Zeiten ist die Taiga voller Zugvögel und Insekten.

Berge

Ein weiteres markantes Beispiel für natürliche Biogeozänose. Die Bergökosysteme sind sehr vielfältig und es gibt hier eine große Anzahl an Tieren und Pflanzen. Das Hauptmerkmal von Bergen ist die Höhenabhängigkeit von Klima und Boden, also die Höhenzonierung. In beeindruckenden Höhen herrschen meist raue Umweltbedingungen und es überlebt nur baumlose alpine Vegetation. Die dort vorkommenden Tiere haben dickes Fell. Die unteren Hänge sind meist mit Nadelwäldern bedeckt.

Menschlicher Einfluss

Zusammen mit dem Begriff „Ökosystem“ wird in der Ökologie ein ähnlicher Begriff verwendet – „Biogeozänose“. Beispiele mit Beschreibungen wurden erstmals 1944 vom sowjetischen Ökologen Suchatschow gegeben. Er schlug die folgende Definition vor: Biogeozänose ist die Interaktion zwischen einer Reihe von Organismen und einem Lebensraum. Er gab die ersten Beispiele für Biogeozänose und Biozönose (einen lebenden Bestandteil eines Ökosystems).

Unter Biogeozänose versteht man heute ein relativ homogenes Stück Land, das von einer bestimmten Zusammensetzung von Lebewesen bewohnt wird, die in enger Beziehung zu Elementen der unbelebten Natur und dem damit verbundenen Stoffwechsel und der damit verbundenen Energie stehen. Beispiele für Biogeozänose in der Natur sind vielfältig, aber alle diese Gemeinschaften interagieren innerhalb eines klaren Rahmens, der durch eine homogene Phytozönose definiert ist: Wiese, Kiefernwald, Teich usw. Ist es möglich, den Ablauf in Ökosystemen irgendwie zu beeinflussen?

Betrachten wir am Beispiel von Biogeozänosen die Möglichkeiten des Managements von Ökosystemen. Der Mensch ist immer die größte Bedrohung für die Umwelt, und obwohl es viele Umweltorganisationen gibt, werden Naturschützer mit ihren Bemühungen gegenüber großen Konzernen einen Schritt zurückbleiben. Stadtentwicklung, Bau von Staudämmen, Landentwässerung – all dies trägt zur immer stärkeren Zerstörung verschiedener natürlicher Ökosysteme bei. Obwohl viele Unternehmen vor den zerstörerischen Auswirkungen gewarnt wurden, nimmt nicht jeder diese Probleme ernst.

Jede Biogeozänose ist ein Ökosystem, aber nicht jedes Ökosystem ist eine Biogeozänose

Ein markantes Beispiel für Biogeozänose ist ein Kiefernwald. Aber die Pfütze auf ihrem Territorium ist ein Ökosystem. Es handelt sich nicht um eine Biogeozänose. Aber auch der gesamte Wald kann als Ökosystem bezeichnet werden. Somit sind beide Konzepte ähnlich, aber nicht identisch. Ein Beispiel für eine Biogeozänose ist jedes Ökosystem, das durch eine bestimmte Phytozönose begrenzt ist – eine Pflanzengemeinschaft, die eine Reihe von Pflanzenarten umfasst, die durch die Umweltbedingungen der Umwelt bestimmt werden. Ein interessantes Beispiel ist die Biosphäre, die ein riesiges Ökosystem ist, aber keine Biogeozänose, da sie selbst aus zahlreichen Bausteinen besteht – Biogeozänosen unterschiedlicher Form und Inhalt.

EINFÜHRUNG

Biogeozänosen sind elementare Einheiten der Biosphäre. Das Ausmaß der Biogeozänosen in der Natur ist äußerst unterschiedlich. Auch der Grad der Geschlossenheit der in ihnen aufrechterhaltenen Stoffkreisläufe ist unterschiedlich, d.h. mehrfache Beteiligung derselben Atome an Zyklen.

Entsprechend der Hierarchie der Lebensgemeinschaften manifestiert sich das Leben auf der Erde auch in der Hierarchie der entsprechenden Biogeozänosen. Eine solche Organisation des Lebens ist eine der notwendigen Bedingungen für seine Existenz.

Die Reserven an biogenen Elementen, aus denen lebende Organismen ihren Körper auf der Erde als Ganzes und auf jedem einzelnen Bereich ihrer Oberfläche aufbauen, sind nicht unbegrenzt. Nur ein System von Zyklen könnte diesen Reserven die für den Fortbestand des Lebens notwendige Eigenschaft der Unendlichkeit verleihen. Um den Stoffkreislauf im System aufrechtzuerhalten, ist Folgendes erforderlich: eine Versorgung mit anorganischen Molekülen in verdaulicher Form; drei funktionell unterschiedliche ökologische Gruppen von Organismen – Produzenten, Konsumenten und Zersetzer. Nur funktionell unterschiedliche Organismengruppen können den Kreislauf aufrechterhalten und durchführen. Somit sind Eigenschaften von Ökosystemen wie die funktionelle und ökologische Vielfalt der Lebewesen, die Organisation des Flusses der aus der Umwelt entnommenen Stoffe in Kreisläufen sowie die Fähigkeit, äußeren Einflüssen zu widerstehen, die ältesten Eigenschaften des Lebens, die die Existenz sichern von Biogeozänosen.

KONZEPT UND STRUKTUR DER BIOGEOCENOSE

Die elementare Struktureinheit der Biosphäre ist die Biogeozänose. Dieses Konzept wurde von V.N. eingeführt. Sukachev im Jahr 1940. Er kam zu dem Schluss, dass es in der Natur Systeme gibt, die biotische und abiotische Komponenten kombinieren. Diese Systeme sind auf ein bestimmtes Gebiet beschränkt, das Ökotop genannt wird. Die Einheit von Biozönose und Ökotop schafft einen natürlichen Komplex, den V. N. Sukachev Biogeozänose nannte. Nach seiner Definition ist die Biogeozänose eine Gesamtheit homogener Naturphänomene (Atmosphäre, Gestein, Vegetation, Fauna und Welt der Mikroorganismen, Boden und hydrologische Bedingungen) über einen bestimmten Bereich der Erdoberfläche, der seine eigene besondere Spezifität der Wechselwirkungen aufweist dieser Bestandteile, aus denen es besteht, und einer bestimmten Art des Stoffwechsels und ihrer Energie untereinander und mit anderen Naturphänomenen und stellt eine in sich widersprüchliche dialektische Einheit dar, die sich in ständiger Bewegung und Entwicklung befindet.

Die Biogeozänose besteht aus einer Reihe von Komponenten, die sich gegenseitig in ihrer Existenz bestimmen:

1. Eine Gemeinschaft pflanzlicher Organismen, die die gesamte hier lebende Bevölkerung mit organischer Substanz und Energie versorgt – Produzenten, d. h. Phytozönose.

2. Biokomplex tierischer Organismen (Wirbellose und Wirbeltiere), die im Boden und in der oberirdischen Umgebung leben und sich von den von Erzeugern und Verbrauchern erzeugten Nährstoffen ernähren, d. h. Zoozönose.

3. Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Actinomyceten usw.), die in der Boden-, Luft- und Wasserumgebung leben und organische Verbindungen auf ein Minimum reduzieren – Zersetzer, d.h. Mikrobiozönose.

Diese drei eng miteinander verbundenen biologischen Komponenten der Biogeozänose bilden eine Einheit höheren Ranges – die Biozönose. Somit ist eine Biozönose die gesamte Ansammlung von Lebewesen, die für einen bestimmten Bereich der Erdoberfläche charakteristisch und an das Zusammenleben in einem bestimmten Gebiet mit homogenen Lebensbedingungen angepasst sind.

4. Bodenbedeckung mit Untergrundschichten aus kontinentalem Gestein und Boden-Grundwasser – Edaphotope.

5. Eine Atmosphäre, die biogene Gase – Sauerstoff und Kohlendioxid – Luftfeuchtigkeit und Umweltfaktoren wie Licht, Temperatur, Niederschlag usw. enthält. - Klimatopos.

Auch die letzten beiden Komponenten der Biogeozänose – Edaphotope und Klimatop – interagieren miteinander und bilden ein System namens Ökotop.

Alle aufgeführten Komponenten jeder Biogeozänose sind durch die Einheit und Homogenität des Territoriums, den allgemeinen Energiefluss, den Austausch und die Zirkulation biogener chemischer Elemente, jahreszeitliche Veränderungen der klimatischen Bedingungen, trophische Beziehungen, Zahlen und gegenseitige Beziehungen eng miteinander verbunden Anpassungsfähigkeit verschiedener Artenpopulationen phototropher und heterotropher Organismen.

Jede natürliche Biogeozänose ist ein über viele tausend und Millionen Jahre entstandenes, selbstregulierendes System, das die Fähigkeit besitzt, Materie und Energie entsprechend seiner Struktur und Dynamik umzuwandeln. Ein solches System ist durch Selbstregulierung in der Lage, sowohl Umweltveränderungen als auch plötzlichen Veränderungen in der Anzahl bestimmter Organismen weitgehend zu widerstehen.

Die Größe spezifischer Biogeozänosen variiert in ziemlich weiten Grenzen: In Wüsten beträgt die Fläche der Biogeozänose Hunderttausende Quadratmeter, die Fläche einer Waldbiogeozänose beträgt normalerweise mehrere Hundert bis mehrere Zehntausend Quadratmeter, Wiese und Steppengebiete sind sogar noch kleiner – bis zu mehreren zehn, selten Hunderten von Quadratmetern. In der Regel gibt es keine scharfen Grenzen zwischen Biogeozänosen und eine geht allmählich in eine andere über.

In verschiedener Literatur wird anstelle von Biogeozänose häufig ein anderer Begriff verwendet, der inhaltlich der Biogeozänose nahe kommt – Ökosystem (ökologisches System), womit ein funktionelles System gemeint ist, das eine Gemeinschaft von Lebewesen und deren Lebensraum umfasst. Der Begriff „Ökosystem“ wurde 1935 vom englischen Ökologen A. Tansley vorgeschlagen. Der Begriff „Ökosystem“ ist im Gegensatz zur „Biogeozänose“ allgemeiner und weniger definiert. Ein Ökosystem kann sowohl als Teich als auch als Ozean, als Baumstumpf mit seinen Bewohnern und als gesamte Biosphäre des Globus betrachtet werden. Einige Wissenschaftler glauben, dass die Biogeozänose ein Ökosystem ist, dessen Grenzen durch die Phytozönose bestimmt werden. Mit anderen Worten, Biogeozänose ist ein Sonderfall, ein bestimmter Rang eines Ökosystems. Dabei handelt es sich um ein geschlossenes Ökosystem, das zur Selbstregulierung fähig ist.

Ein geschlossenes Ökosystem ist ein Ökosystem, in dem Materie vom Erzeuger zum Zersetzer in einem Kreislauf und genau innerhalb der Grenzen dieses Ökosystems zirkuliert. In einem See beispielsweise zirkulieren Nährstoffe immer wieder im gleichen Kreislauf: Algen – Zooplankton – Fische – Bakterien – Mineralstoffe – wieder Algen.

In offenen Ökosystemen zirkuliert die Materie nicht im Kreis. Beispielsweise frisst die Raupe in Ökosystemen, die aus einem einzelnen Baum bestehen, die Blätter des Produzenten; Die Raupe selbst wird von Vögeln gefangen und zu ihren Nestern in anderen Bäumen gebracht. Somit wird ein Stoff aus einem bestimmten System extrahiert und in ein anderes System übertragen.

Der Mechanismus der Selbstregulierung in Ökosystemen erfolgt nach dem Prinzip der negativen Rückkopplung. Vereinfacht kann man sich dieses Prinzip als „Raubtier-Beute“-System vorstellen, das ständig im Gleichgewicht gehalten wird. Wenn aus irgendeinem Grund die Zahl der Beutetiere abnimmt, dann nimmt aufgrund des Nahrungsmangels mit der Zeit auch die Zahl der Raubtiere ab. Eine Verringerung der Zahl der Raubtiere führt entsprechend zu einem geringeren Druck auf die Beute, deren Zahl zunimmt. Dies schafft wiederum die Voraussetzungen für eine Zunahme der Zahl der Raubtiere. Somit ist das „Räuber-Beute“-System selbstregulierend, d.h. im Gleichgewicht gehalten wird. Gleichzeitig schwankt die Zahl der Beute- und Raubtiere ständig um einen Durchschnittswert.

Der biologische Teil der Biogeozänose wird durch Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere repräsentiert und heißt Biozönose. Die Biozönose besteht aus Pflanzen (Phytozönose), Tieren (Zoozönose) und Mikroorganismen (Mikrobiozönose).

Populationen verschiedener Arten, die im gleichen allgemeinen Verbreitungsgebiet leben, sind ökologische Gemeinschaft. Lebende Organismen, die unter dem Einfluss anderer Organismen und der unbelebten Natur stehen, beeinflussen sie wiederum.

Ökotop

Der abiotische Teil einer Biogeozänose ist ein Teil eines Land- oder Wasserbeckens mit bestimmten klimatischen Bedingungen. Es heißt Ökotop. Ökotope werden durch atmosphärische ( Klimatop) und Boden ( edaphotope) Faktoren (Abb. 66).

Die wichtigsten charakteristischen Indikatoren der Biogeozänose:

• Artenvielfalt;
• Dichte der Individuen jeder Art;
• Biomasse (die Gesamtmenge an organischer Substanz in einer Biogeozänose).

Nachhaltigkeit

Da Lebensprozesse in der Biogeozänose durch von außen zugeführte Energie bereitgestellt werden, wird sie als offenes, selbstregulierendes System betrachtet, das sich im Gleichgewichtszustand befindet.

Selbstregulierung

Eines der wichtigsten Merkmale der Biogeozänose ist die Selbstregulierung. Selbstregulierung ist die Fähigkeit eines natürlichen Systems, seine Eigenschaften wiederherzustellen, nachdem es natürlichen oder anthropogenen Faktoren ausgesetzt wurde. Ein markantes Beispiel für Selbstregulierung ist die Biogeozänose in einem Laubwald. Hier konkurrieren Pflanzen um Lebensraum, um Licht und Wasser. Bei Biogeozänosen dieser Art wird das Phänomen der Tierung beobachtet, also der Anordnung der Pflanzengemeinschaft in mehreren vertikalen Reihen.

Stoffkreislauf

Die Stabilität der Biogeozänose wird durch die Stoffzirkulation (den ständigen Übergang von Stoffen von der unbelebten zur belebten Natur und von der belebten zur unbelebten Natur) gewährleistet. Die Energiequelle ist in diesem Fall die Sonne, deren Energie im Zirkulationsprozess in die Energie chemischer Stoffbindungen und dann in mechanische und thermische Energie umgewandelt wird.

Saisonale Veränderungen

In Biogeozänosen jeglicher Art werden Veränderungen beobachtet, die mit klimatischen Rhythmen verbunden sind. Aufgrund niedrigerer Temperaturen, kürzerer Tageslichtstunden und Änderungen der Luftfeuchtigkeit im Herbst werfen viele Pflanzen ihre Blätter ab. In ihren Speicherorganen reichern sich Nährstoffe an, an den Bäumen bilden sich Pfropfen. Der Wassergehalt im Zytoplasma ihrer Zellen beginnt zu sinken. Auch Tiere bereiten sich aktiv auf den Winter vor: Vögel fliegen nach Süden, Säugetiere beginnen zu häuten und sie lagern Nahrung für den Winter ein. Material von der Website

Veränderung der Biogeozänosen

Bei der Biogeozänose bewegt sich Energie infolge der Entstehung von Nahrungsverbindungen zwischen Arten von einer trophischen Ebene zur anderen. Gleichzeitig nehmen Biomasse und Energiemenge sukzessive ab.

Biogeozänose ist ein Konzept, das drei Prinzipien vereint: „bios“ (Leben), „geo“ (Erde) und „koinos“ (allgemein). Darauf aufbauend bezeichnet das Wort „Biogeozänose“ ein spezifisches sich entwickelndes System, in dem lebende Organismen und unbelebte Objekte ständig interagieren. Sie sind Glieder derselben Nahrungskette und werden durch dieselben Energieflüsse verbunden. Dies betrifft vor allem den Ort des Kontakts zwischen belebter und unbelebter Natur. Zum ersten Mal sprach V. N. über Biogeozänose. Suchachow, berühmter sowjetischer Wissenschaftler und Denker. 1940 entschlüsselte er dieses Konzept in einem seiner Artikel und dieser Begriff begann in der russischen Wissenschaft weit verbreitet zu sein.

Biogeozänose und Ökosystem

Der Begriff „Biogeozänose“ ist ein Begriff, der nur von russischen Wissenschaftlern und ihren Kollegen aus den GUS-Staaten verwendet wird. Im Westen gibt es ein Analogon des Begriffs, der vom englischen Botaniker A. Tansley verfasst wurde. Er führte das Wort „Ökosystem“ 1935 in den wissenschaftlichen Gebrauch ein und bereits Anfang der 1940er Jahre war es allgemein akzeptiert und diskutiert. Gleichzeitig hat der Begriff „Ökosystem“ eine umfassendere Bedeutung als „Biogeozänose“. Bis zu einem gewissen Grad können wir sagen, dass die Biogeozänose eine Klasse von Ökosystemen ist. Was ist also ein Ökosystem? Dies ist die Verbindung aller Arten von Organismen und ihres Lebensraums zu einem einzigen System, das im Gleichgewicht und in Harmonie ist und nach seinen eigenen Gesetzen und Prinzipien lebt und sich entwickelt. Gleichzeitig ist ein Ökosystem im Gegensatz zu einer Biogeozänose nicht auf ein Stück Land beschränkt. Daher ist die Biogeozänose Teil des Ökosystems, aber nicht umgekehrt. Ein Ökosystem kann mehrere Arten von Biogeozänosen gleichzeitig enthalten. Nehmen wir an, dass das Ökosystem des Gürtels die Biogeozänose des Kontinents und die Biogeozänose des Ozeans umfasst.

Struktur der Biogeozänose

Die Struktur der Biogeozänose ist ein sehr weit gefasstes Konzept, dem spezifische Indikatoren fehlen. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass es auf einer Vielzahl von Organismen, Populationen und Objekten der umgebenden Welt basiert, die in biotische (lebende Organismen) und abiotische (Umwelt) Komponenten unterteilt werden können.

Der abiotische Teil besteht ebenfalls aus mehreren Gruppen:

• anorganische Verbindungen und Stoffe (Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Wasser, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid);
• organische Verbindungen, die als Nahrung für Organismen der biotischen Gruppe dienen;
• Klima und Mikroklima, das die Lebensbedingungen für alle darin befindlichen Systeme bestimmt.

1. Das Konzept der Biogeozänose und Biogeozänologie

In seinem Alltag muss sich der Mensch ständig mit bestimmten Bereichen der ihn umgebenden Naturkomplexe auseinandersetzen: Felder, Wiesen, Sümpfe und Stauseen. Jeder Bereich der Erdoberfläche oder jeder Naturkomplex sollte als eine gewisse natürliche Einheit betrachtet werden, in der alle Vegetation, Fauna und Mikroorganismen, Boden und Atmosphäre eng miteinander verbunden sind und miteinander interagieren. Dieser Zusammenhang muss bei jeder wirtschaftlichen Nutzung natürlicher Ressourcen (Pflanze, Tier, Boden usw.) berücksichtigt werden.

Natürliche Komplexe, in denen sich die Vegetation vollständig entwickelt hat und die ohne menschliches Eingreifen eigenständig existieren können. Wenn eine Person oder etwas anderes sie stört, werden sie nach bestimmten Gesetzen wiederhergestellt. Solche natürlichen Komplexe sind Biogeozänosen.

Die komplexesten und wichtigsten natürlichen Biogeozänosen sind Wälder. In keinem Naturkomplex, in keiner Vegetationsform kommen diese Zusammenhänge so scharf und vielfältig zum Ausdruck wie in einem Wald.

Wald stellt den kraftvollsten „Film des Lebens“ dar. Wälder spielen eine dominierende Rolle in der Zusammensetzung der Vegetationsdecke der Erde. Sie bedecken fast ein Drittel der Landfläche des Planeten – 3,9 Milliarden Hektar. Wenn man bedenkt, dass Wüsten, Halbwüsten und Tundren etwa 3,8 Milliarden Hektar einnehmen und mehr als 1 Milliarde Hektar Ödland, bebautes und anderes unproduktives Land sind, dann wird deutlich, wie wichtig Wälder für die Bildung natürlicher Wälder sind Komplexe und die Funktionen, die sie in lebender Materie auf der Erde erfüllen. Die in Wäldern konzentrierte Masse der organischen Substanz beträgt 1017–1018 Tonnen, was 5–10 Mal größer ist als die Masse der gesamten krautigen Vegetation.

Aus diesem Grund wurde und wird den biogeozenologischen Untersuchungen von Waldsystemen besondere Bedeutung beigemessen und der Begriff „Biogeozänose“ vom Akademiemitglied V.N. vorgeschlagen. Suchachow in den späten 30er Jahren. 20. Jahrhundert in Bezug auf Waldökosysteme. Aber es gilt in Bezug auf jedes natürliche Ökosystem in jeder geografischen Region der Erde.

Definition der Biogeozänose nach V. N. Sukachev (1964: 23) gilt als klassisch – „... dies ist eine Reihe homogener Naturphänomene über einen bestimmten Bereich der Erdoberfläche (Atmosphäre, Gestein, Vegetation, Fauna und Welt der Mikroorganismen, Boden und hydrologische Bedingungen), die eine besondere Spezifität aufweisen.“ Wechselwirkungen dieser Bestandteile, aus denen es besteht, und eine bestimmte Art von Stoffwechsel und Energie: untereinander und mit anderen Naturphänomenen und stellen eine innere widersprüchliche Einheit dar, in ständiger Bewegung und Entwicklung ...“

Diese Definition spiegelt das gesamte Wesen der Biogeozänose, ihre nur ihr innewohnenden Merkmale und Merkmale wider:

die Biogeozänose muss in jeder Hinsicht homogen sein: lebende und unbelebte Materie: Vegetation, Fauna, Bodenpopulation, Relief, Ausgangsgestein, Bodeneigenschaften, Tiefe und Grundwasserregime;

Jede Biogeozänose zeichnet sich durch das Vorhandensein einer besonderen, einzigartigen Art von Stoffwechsel und Energie aus.

Alle Komponenten der Biogeozänose zeichnen sich durch die Einheit des Lebens und seiner Umwelt aus, d.h. Die Merkmale und Muster der Lebensaktivität einer Biogeozänose werden durch ihren Lebensraum bestimmt, daher ist Biogeozänose ein geografisches Konzept.

Darüber hinaus muss jede spezifische Biogeozänose:

Seien Sie in seiner Geschichte homogen;

Eine ziemlich langfristig etablierte Ausbildung sein;

Sie unterscheiden sich in der Vegetation deutlich von benachbarten Biogeozänosen, und diese Unterschiede müssen natürlich und ökologisch erklärbar sein.

Beispiele für Biogeozänosen:

Gemischter Eichenwald am Fuße des Deluvialhangs mit Südausrichtung auf mittellehmigem Bergbraunwaldboden;

Graswiese in einer Mulde auf lehmigen Torfböden,

Eine Mischgraswiese auf einer Hochflussaue auf einem schlammig-gleyigen, mittellehmigen Boden der Aue,

Lärchenflechte auf Al-Fe-Humus-podzolischen Böden,

Laubmischwald mit Lianenbewuchs am Nordhang auf braunen Waldböden etc.

Eine einfachere Definition:„Biogeozänose ist die Gesamtheit der Arten und der Gesamtheit der Bestandteile der unbelebten Natur, die unter Berücksichtigung der unvermeidlichen anthropogenen Auswirkungen die Existenz eines bestimmten Ökosystems bestimmen.“ Die jüngste Ergänzung ist unter Berücksichtigung der unvermeidlichen anthropogenen Auswirkungen eine Hommage an die Moderne. Zur Zeit von V.N. Sukachev bestand keine Notwendigkeit, den anthropogenen Faktor wie bisher als den wichtigsten umweltbildenden Faktor einzustufen.

Das Wissensgebiet über Biogeozänosen wird Biogeozänologie genannt. Um natürliche Prozesse steuern zu können, muss man die Gesetze kennen, denen sie unterliegen. Diese Muster werden von einer Reihe von Wissenschaften untersucht: Meteorologie, Klimatologie, Geologie, Bodenkunde, Hydrologie, verschiedenen Abteilungen für Botanik und Zoologie, Mikrobiologie usw. Die Biogeozänologie verallgemeinert, synthetisiert die Ergebnisse der aufgeführten Wissenschaften aus einem bestimmten Blickwinkel und schenkt ihnen dabei höchste Aufmerksamkeit zu den Wechselwirkungen der Komponenten von Biogeozänosen untereinander und zur Aufdeckung allgemeiner Muster, die diese Wechselwirkungen steuern.

Gegenstand des Studiums der Biogeozänologie ist die Biogeozänose.

Gegenstand des Studiums der Biogeozänologie ist die Wechselwirkung der Komponenten von Biogeozänosen untereinander und die allgemeinen Gesetze, die diese Wechselwirkungen regeln.

2. Komponentenzusammensetzung von Biogeozänosen

Die Komponenten der Biogeozänose existieren nicht nur nebeneinander, sondern interagieren aktiv miteinander. Die wichtigsten und obligatorischen Bestandteile sind Biozönose und Ökotop.

Biozönose oder biologische Gemeinschaft ist eine Reihe von drei zusammenlebenden Komponenten: Vegetation (Phytozönose), Tiere (Zoozönose) und Mikroorganismen (Mikrobozönose).

Jede Komponente wird durch viele Individuen verschiedener Arten repräsentiert. Die Rolle aller Komponenten: Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen in der Biozönose ist unterschiedlich.

So bilden Pflanzen aufgrund ihrer Immobilität eine relativ konstante Struktur der Biozönose, während Tiere nicht als strukturelle Grundlage der Gemeinschaft dienen können. Obwohl die meisten Mikroorganismen nicht am Substrat haften, bewegen sie sich mit geringer Geschwindigkeit; Wasser und Luft transportieren sie passiv über beträchtliche Entfernungen.

Tiere sind auf Pflanzen angewiesen, weil sie organisches Material nicht aus anorganischem Material aufbauen können. Einige Mikroorganismen (sowohl alle grünen als auch einige nichtgrüne) sind in dieser Hinsicht autonom, da sie in der Lage sind, mithilfe der Energie des Sonnenlichts oder der bei chemischen Oxidationsreaktionen freigesetzten Energie organisches Material aus anorganischem Material aufzubauen.

Mikroorganismen (Mikroben, Bakterien, Protozoen) spielen eine große Rolle bei der Zersetzung toter organischer Substanzen in mineralische, also in einem Prozess, ohne den die normale Existenz von Biozönosen unmöglich wäre. Bodenmikroorganismen können eine wesentliche Rolle beim Aufbau terrestrischer Biozönosen spielen.

Die Unterschiede (biomorphologisch, ökologisch, funktionell usw.) in den Eigenschaften der Organismen, aus denen diese drei Gruppen bestehen, sind so groß, dass sich die Methoden zu ihrer Untersuchung deutlich unterscheiden. Daher ist die Existenz von drei Wissenszweigen – Phytozönologie, Zoozönologie und Mikrozönose, die sich mit Phytozönosen, Zoozönosen bzw. Mikrobiozönosen befassen – durchaus legitim.

Ökotop– ein Lebensort oder Lebensraum einer Biozönose, eine Art „geografischer“ Raum. Es wird einerseits durch Boden mit charakteristischem Untergrund, mit Waldstreu sowie mit der einen oder anderen Humusmenge (Humus) gebildet; andererseits eine Atmosphäre mit einer bestimmten Menge an Sonnenstrahlung, mit einer bestimmten Menge an freier Feuchtigkeit, mit einem charakteristischen Gehalt an Kohlendioxid, verschiedenen Verunreinigungen, Aerosolen usw. in der Luft; in aquatischen Biogeozänosen anstelle der Atmosphäre, es gibt Wasser. Die Rolle der Umwelt bei der Evolution und Existenz von Organismen steht außer Zweifel. Seine einzelnen Bestandteile (Luft, Wasser usw.) und Faktoren (Temperatur, Sonneneinstrahlung, Höhenunterschiede usw.) werden als abiotische oder nichtlebende Komponenten bezeichnet, im Gegensatz zu biotischen Komponenten, die durch lebende Materie repräsentiert werden. V.N. Sukachev klassifizierte physikalische Faktoren nicht als Komponenten, andere Autoren tun dies jedoch (Abb. 5).

Biotop- Dies ist ein durch die Biozönose für „sich“ transformiertes Ökotop. Biozönose und Biotop funktionieren in kontinuierlicher Einheit. Die Dimensionen einer Biozönose stimmen immer mit den Grenzen des Biotops und damit mit den Grenzen der gesamten Biogeozänose überein.

Von allen Bestandteilen eines Biotops ist der Boden der biogenen Komponente der Biogeozänose am nächsten, da seine Entstehung in direktem Zusammenhang mit lebender Materie steht. Organisches Material im Boden ist ein Produkt der lebenswichtigen Aktivität der Biozönose in verschiedenen Transformationsstadien.

Die Organismengemeinschaft wird von Beginn ihrer Existenz an durch das Biotop (bei Austern durch die Grenzen der Untiefen) begrenzt.