Апартаментът като биогеоценоза
2 Апартамент като биогеоценоза
2.1 Компоненти на биогеоценозата
2.2 Трансформации на вещества и енергиен поток в биогеоценозата
2.3 Динамика на биогеоценозата
Биогеоценозите са елементарни единици на биосферата. Мащабът на биогеоценозите в природата е изключително различен. Степента на затвореност на поддържаните в тях цикли на материята също не е еднаква, т.е. многократното участие на едни и същи атоми в цикли.
В съответствие с йерархията на общностите животът на Земята се проявява и в йерархията на съответните биогеоценози. Такава организация на живота е едно от необходимите условия за неговото съществуване.
Запасите от биогенни елементи, от които са изградени телата на живите организми, на Земята като цяло и на всеки конкретен участък от нейната повърхност не са неограничени. Само система от цикли може да даде на тези резерви свойството безкрайност, необходимо за продължаване на живота. За поддържане на циркулацията на веществата в системата е необходимо да има: запас от неорганични молекули в усвоима форма; три функционално различни екологични групи организми – продуценти, консументи и разложители. Само функционално различни групи организми могат да поддържат и осъществяват цикъла. По този начин такива свойства на екосистемите като функционалното и екологичното разнообразие на живите същества, организацията на потока от вещества, извлечени от околната среда в цикли и способността да издържат на външни влияния, са най-старите свойства на живота, които осигуряват съществуването на биогеоценози.
1 ПОНЯТИЕ И СТРУКТУРА НА БИОГЕОЦЕНОЗАТА
Елементарната структурна единица на биосферата е биогеоценозата. Тази концепция е въведена от V.N. Сукачев през 1940 г. Той стигна до извода, че в природата съществуват системи, които съчетават биотични и абиотични компоненти. Тези системи са посветени наспецифична зона, наречена екотоп. Единството на биоценоза и екотоп създава естествен комплекс, който В. Н. Сукачев нарича биогеоценоза. Според неговата дефиниция биогеоценозата е съвкупност от хомогенни природни явления (атмосфера, скали, растителност, животински свят и света на микроорганизмите, почва и хидрологични условия) върху известна площ от земната повърхност, която има свои специфични взаимодействия на тези съставни компоненти и определен тип обмен на материя и енергия между тях и с други природни явления и представлява вътрешно противоречиво диалектическо единство, което е в постоянно движение, развитие.
Биогеоценозата се състои от редица компоненти, които взаимно определят съществуването един на друг:
1. Съобщества от растителни организми, осигуряващи органична материя и енергия на цялото живеещо тук население - производители, т.е. фитоценоза.
2. Биокомплекс от животински организми (безгръбначни и гръбначни), живеещи в почвата и над земята и захранващи се с хранителни вещества, създадени от производители - консументи, т.е. зооценоза.
3. Микроорганизми (бактерии, гъбички, актиномицети и др.), живеещи в почвата, въздуха и водата и разграждащи органичните съединения до минимално състояние - разлагачи, т.е. микробиоценоза.
Тези три тясно свързани биологични компонента на биогеоценозата образуват единство от по-висок ранг - биоценоза. По този начин биоценозата е цялата съвкупност от живи същества, характерни за определена област от земната повърхност и адаптирани към съжителство на дадена територия с хомогенни условия на съществуване.
4. Почвена покривка с подпочвени слоеве от материкова скала и подземни води- едафотоп.
5. Атмосфера, съдържаща биогенни газове - кислород и въглероден диоксид - атмосферна влага и фактори на околната среда като светлина, температура, валежи и др. - климатик.
Последните два компонента на биогеоценозата - едафотоп и климатоп - също взаимодействат помежду си и образуват система, наречена екотоп.
Всички изброени компоненти на всяка биогеоценоза са тясно свързани помежду си чрез единството и хомогенността на територията, общия поток на енергия, обмена и циркулацията на биогенни химични елементи, сезонните промени в климатичните условия, трофичните отношения, изобилието и взаимната пригодност на различни видови популации на фототрофни и хетеротрофни организми.
Всяка природна биогеоценоза е саморегулираща се система, която се е развила в резултат на много хиляди и милиони години и има способността да трансформира материята и енергията в съответствие със своята структура и динамика. Такава система, чрез саморегулиране, е в състояние до голяма степен да устои както на промени в околната среда, така и на резки промени в изобилието на определени организми.
Размерите на специфичните биогеоценози варират в доста широк диапазон: в пустините площта на биогеоценозата е стотици хиляди квадратни метри, площта на една горска биогеоценоза обикновено е от няколкостотин до няколко десетки хиляди квадратни метра, ливадите и степите са още по-малки - до няколко десетки, рядко - стотици квадратни метра. По правило между биогеоценозите няма резки граници и една постепенно преминава в друга.
В различна литература, вместо биогеоценоза, широко се използва друг термин, който е близък до биогеоценозата по своето съдържание - екосистема (екологична система), под коятопредполагат функционална система, която включва общност от живи същества и тяхното местообитание. Терминът "екосистема" е предложен от английския еколог А. Тенсли през 1935 г. Понятието "екосистема", за разлика от "биогеоценоза", е по-общо и по-малко конкретно. Една екосистема може да се счита както за езеро, така и за океан, като пън с неговите обитатели и цялата биосфера на земното кълбо. Някои учени смятат, че биогеоценозата е екосистема, чиито граници се определят от фитоценозата. С други думи, биогеоценозата е специален случай, определен ранг на екосистема. Това е затворена и саморегулираща се екосистема.
Затворена екосистема е такава екосистема, в която дадено вещество циркулира от производители към разлагащи в кръг и точно в рамките на тази екосистема. Например в едно езеро биогенните елементи многократно преминават през един и същ кръг: водорасли - зоопланктон - риба - бактерии - минерални хранителни вещества - отново водорасли.
В отворените екосистеми материята не циркулира в кръг. Например, в екосистемите на едно дърво, гъсеницата яде листата на производителя; самата гъсеница се хваща от птиците и се отвежда в гнездата им на други дървета. Така веществото от тази система се извлича и прехвърля в друга система.
Механизмът на саморегулация в екосистемите се основава на принципа на отрицателната обратна връзка. Този принцип в опростен вариант може да си представим като система „хищник-плячка”, която постоянно се поддържа в равновесно състояние. Ако по някаква причина броят на плячката намалее, тогава поради липса на храна броят на хищниците намалява с времето. Намаляването на броя на хищниците, съответно, води до намаляване на натиска върху плячката, чийто брой се увеличава. Това отново създава условия за увеличаване на числеността на хищниците.Така системата „хищник-плячка” се саморегулира, т.е. се поддържа в равновесие. В същото време броят на плячката и хищника постоянно се колебае около някаква средна стойност.