Что такое видовая структура сообщества
Структура сообщества
Урок 24. Общая биология 11 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Структура сообщества»
Структурой сообщества обычно называют соотношение различных групп организмов, которые различаются по систематическому положению, по роли, которую они играют в процессах переноса энергии и вещества, по месту, занимаемому в пространстве в пищевой, или трофической, цепи либо по иному признаку, существенному для понимания закономерностей функционирования естественных экоcистем.
Важнейшими показателями структуры сообщества являются видовая структура, а также морфологическая и пространственная.
Видовой состав сообщества определяется рядом факторов, важнейшие среди которых: географическое местоположение, определяющее состав флоры и фауны, особенности климата, тип ландшафта и его высота над уровнем моря, водный режим, возраст самого сообщества.
Разнообразие живых организмов сообщества также зависит и от абиотических факторов. К ним относят свет, температуру, влажность, химический и механический состав почвы, давление, осадки, рельеф, движение воздушных масс.
Например, факторами, определяющими состав населения тундры, являются: низкие температуры, короткий сезон вегетации, промёрзший (за исключением тонкого слоя ─ всего несколько сантиметров) грунт.
Растительность здесь представлена морошкой, голубикой, разнообразными лишайниками и другими растениями.
Животное население представлено крупными растительноядными млекопитающими (северный олень, овцебык) и мелкими (лемминги, полёвки), хищниками (белый медведь, волк, песец).
В районах с мягким климатом, с обильными и регулярными осадками, с оптимальными температурными показателями видовое богатство выше.
Так, разнообразие видового богатства сообществ зависит от его географического положения. Оно более разнообразно и обильно при продвижении от полюсов к экватору.
Например, в тропическом лесу на одном гектаре можно обнаружить более сотни видов птиц. А в лесу умеренного пояса на одном гектаре число видов птиц не превышает и десятка.
Участие каждого вида в сообществе различно. Виды с высокой численностью играют значительную роль в жизни сообщества, особенно так называемые виды средообразователи. В лесных экосистемах, например, к ним относятся виды преобладающих древесных растений. От них зависят условия, необходимые для выживания других видов живых существ: трав, насекомых, птиц, зверей, мелких беспозвоночных и микроорганизмов лесной подстилки и др.
В то же время редкие (как правило, стенобионтные) виды часто оказываются лучшими индикаторами (показателями) состояния сообщества. Это связано с тем, что для поддержания жизни редких видов требуются строго определённые сочетания различных факторов (например, температуры, влажности, состава почв, определённых видов пищевых ресурсов).
Сообщества характеризуются разнообразием видов и соотношением численности (для животных) или биомассы (для растений) всех входящих в них популяций.
Чем выше видовое разнообразие растительного сообщества, тем ниже общая биомасса всех входящих в него растений.
Одним из важнейших показателей структуры сообщества является видовой состав входящих в него организмов и количественное соотношение видовых популяций.
Видовое разнообразие — это признак экологического разнообразия: чем больше видов, тем больше экологических ниш, т. е. выше богатство среды.
Видовое разнообразие связано также с устойчивостью сообщества: чем больше разнообразие, тем шире возможность адаптации сообщества к изменившимся условиям, будь это изменения климата или других факторов.
Морфологическая и пространственная структура сообщества
Важным экологическим свойством и признаком сообщества является его пространственное сложение — морфологическая структура. Это относится, в первую очередь, к растительным сообществам (фитоценозам), но также опосредованно и к населяющим их животным (зооценозам).
О характерных чертах растительного сообщества, например, можно судить по соотношению присутствующих здесь жизненных форм.
Жизненные формы ― это внешний облик животных и растений (как систематически близких, так и далёких), отражающий их приспособленность к условиям среды.
Самые распространённые жизненные формы растений, например, — это деревья, кустарники, кустарнички и травы (травянистые растения).
Например, в тундрах, высокогорьях с низкой температурой, сухостью и при сильных ветрах преобладают стелящиеся растения и растения подушки.
А в засушливом климате ― суккуленты с мясистыми листьями или стеблями.
Жизненные формы животных для разных систематических групп выделяют по разным признакам.
У зверей одним из основных признаков для выделения жизненных форм считаются способы передвижения (ходьба, бег, прыжки, плавание, ползание, полёт).
Характерными чертами внешнего строения наземных прыгунов, например, являются длинные задние конечности с сильно развитой мускулатурой бёдер, длинный хвост, короткая шея.
После того как очерчены границы биоценоза, уточнён список видов, входящих в его состав, приступают к его описанию. Для этого исследователи выделяют характеристики, описывающие основные свойства биоценозов.
Основной характеристикой биоценоза считается его обилие.
Обилием называют число особей на единицу объёма, то есть это аналог плотности в популяционном исследовании. Обилие меняет своё значение в зависимости от сезона, года или колебаний численности. Эта характеристика меняется от одного биоценоза к другому.
Так, в ботанике приняты пять степеней обилия: отсутствие, редко и рассеяно, не редко, обильно, очень обильно.
В зоологии пользуются соотнесением пойманных животных ко времени лова или количеству ловушек. Это так называемое относительное обилие.
Вторая характеристика — частота. Ее оценивают соотношением числа особей одного вида к общей численности организмов в данном сообществе.
Очень важной характеристикой биоценоза является постоянство его состава.
Сообщества бывают постоянные, которые встречаются в половине проб, взятых из одного биоценоза. Добавочные, которые встречаются не менее чем в четверти всех проб. И случайные, если вид обнаруживается менее чем в четверти всех проб.
Кроме того, в любом сообществе обязательно имеются один или несколько видов, которые по числу особей превосходят прочих, их называют виды доминанты.
Так, несколько крупных жвачных окажут на луг больше влияния, чем многочисленные насекомые-фитофаги. Поэтому таких жвачных назовут доминирующими видами.
Ещё одна характеристика биоценоза — верность местообитанию. Это показатель, выражающий степень привязанности вида к биоценозу. Он определяет частоту встречаемости вида в данном сообществе.
Виды, свойственные исключительно данному биоценозу или наиболее обильно в нем представленные, называют характерными. Так, характерный вид песчаной пустыни — ушастая круглоголовка, а глинистой — такырная.
Имеются виды, предпочитающие определённое местообитание (тихоценные), иначе их ещё называют преферентные. Они встречаются в нескольких рядом расположенных биоценозах, но предпочитают один из них. Таков, например, карась, живущий в реках, прудах, озёрах и даже болотах. Предпочитает же он озера.
Бывают виды чуждые, их ещё называют ксеноценными. Это случайно попавшие в сообщество виды, которые обычно ему не принадлежат. Так, в луговом сообществе в Барабинской низменности среди прочих грызунов может изредка появляться степная пеструшка — житель остепенённых участков, характерный вид для сухих степей. В пойме реки Оби отмечают иногда узкочерепную полёвку, хотя она тоже в основном степной зверёк.
Виды индифферентные способны существовать с равным успехом в нескольких биоценозах. К таким видам можно отнести обыкновенную лисицу, которая обычна в лесу, в тундре, в степи и даже в пустыне.
Биоценозу присуща строгая временная и пространственная организация, ярким проявлением, которой является ярусность.
Ярусность — это вертикальное распределение видов сообщества. Чем больше видовое разнообразие, чем больше ярусов, тем устойчивее и продуктивнее сообщество.
Количество света ― это главный фактор, который определяет вертикальное распределение растений. Также на разных уровнях разный температурный режим и режим влажности.
Например, освещённость под сомкнувшимися кронами елового леса в летние дни в 1,5–2 раза меньше, чем под широколиственными деревьями. Тоже наблюдается и с температурным режимом, температура воздуха под кронами ели на 0,2–0,8 градуса ниже, чем под широколиственными. Атмосферные осадки также в 2–2,5 раза меньше проникают под густые кроны ели.
Рассмотрим ярусы леса умеренного пояса, их насчитывается обычно 5–6.
Первый (верхний) древесный ярус образуют деревья первой величины с высоко расположенной листвой, которая хорошо освещается солнцем (ель, сосна, дуб черешчатый и др.).
Неиспользованный свет поглощается деревьями, которые образую второй ярус. К ним относят рябину обыкновенную, клён, дикую яблоню ― деревья второй величины.
Третий ярус (подлесок) составляют кустарники и кустарниковые формы древесных пород (лещина, калина, малина).
Четвёртый ярус ― травяно-кустарничковый. Здесь произрастают такие травы, как купырь лесной, щитовник, крапива. А также кустарнички черника, клюква, вереск.
Шестой ярус ― лесная подстилка. Она состоит из опавших листьев, веток, цветов, плодов и других остатков растений, трупов животных, оболочек куколок и личинок. Поэтому обычно подстилка и есть самый густонаселённый ярус.
Ярусное строение фитоценоза даёт растениям возможность более полно использовать ресурсы среды, прежде всего свет, тепло и влагу. Растения разных ярусов живут в разных экологических условиях, что уменьшает конкуренцию между ними и способствует увеличению видового разнообразия.
Во многих лесах низкорослых деревьев может и не быть. То есть ярусность будет представлена всего пятью или четырьмя уровнями. В тропических лесах количество ярусов может быть больше 10. Вообще, чем более благоприятны климатические условия и чем плодороднее почва, тем больше в растительном сообществе ярусов.
На лугах также выделяют ярусы. Первый — это высокие травы (высокотравье), второй — травы средней высоты (среднетравье), третий — низкорослые травы (низкотравье).
Однако бывают бедные растительностью сообщества, где можно выделить только один ярус. Таковы, например, сообщества полупустынь.
Ярусность создаёт разнообразие экологических ниш для обитания животных организмов.
В верхнем пологе леса на кронах деревьев гнездятся птицы (зяблики, щеглы, корольки и др.). Некоторые птицы гнездятся в кустарниковом ярусе (например, дрозд певчий, славка, малиновка). На земле гнездятся трясогузки, овсянки, тетеревиные.
В листовом опаде, на поверхности почвы, обитают различные многоножки, жужелицы, муравьи и другие мелкие животные. В почве живут почвенные черви, землеройные животные, медведки.
Также есть и горизонтальное расположение элементов сообщества, которые могут образовать мозаичность. Чередуются пространства с голой почвой и покрытые растениями. Животные также часто располагаются на территории скоплениями. Сообщества могут быть подвержены значительным сезонным изменениям. Иногда за счёт миграций животных сообщества могут сильно изменяться даже в течение суток.
Состав и структура сообщества
Урок 41. Введение в общую биологию и экологию 9 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Состав и структура сообщества»
Сообщество – это совокупность видов растений и животных, которые длительное время сосуществуют в определённом пространстве и представляют собой определённое экологическое единство. Сообщество в биологии называется биоценозом.
Разнообразие живых организмов сообщества зависит от абиотических и исторических факторов.
Влияние абиотических факторов на сообщество мы рассмотрели с вами на прошлом уроке. К ним относят количество солнечной радиации, температуру, влажность, химический и механический состав почвы, а также кислотность почвы, и другие).
Климатические факторы безусловно напрямую влияют на развитие биоценоза. Например, в районах с мягким устойчивым климатом, с обильными и регулярными осадками, с оптимальными температурными показателями видовое богатство конечно выше.
А в районах сурового климата, таких как тундра или высокогорья, ниже.
Так, разнообразие видового богатства сообществ зависит от его географического положения. Оно более разнообразно и обильно при продвижении с севера на юг.
Например, в тропическом лесу на одном гектаре можно обнаружить более сотни видов птиц.
Из них птица Квезаль, ее хвост достигает 90 см, и необычная птица-носорог. А вот в лесу умеренного пояса на одном гектаре число видов птиц не превышает и десятка.
На материках, разновидность фауны обычно богаче, чем на островах. Потому что на материках больше условий для образования новых форм.
На развитие сообщества влияют и исторические факторы. Так например, чем больше времени прошло с момента образования сообщества, тем выше его видовое богатство. Например, в озере Байкал рачков-бокоплавов обитает около 300 видов.
Видовая структура сообщества
Характеризуется разнообразием видов и соотношением численности (для животных) или биомассы (для растений) всех входящих в него популяций.
Чем выше видовое разнообразие растительного сообщества, тем ниже общая биомасса всех входящих в него растений.
Видовые сообщества бывают бедные и богатые. Такие характеристики зависят, как мы уже сказали от внешних условий.
Богатое видовое разнообразия свидетельствует о благополучии и устойчивости сообщества (биоценоза).
Численность особей, которые преобладают в сообществе, или те виды, которые занимают большую площадь, называют доминантами. Среди древесных растений умеренных широт, доминантами является вечнозеленая ель и сосна обыкновенная. Среди трав леса – кислица обыкновенная, зеленый мох.
Среди доминирующих видов есть те, которые действительно играют большую роль в сообществе. Их называют виды-средообразователи. Например, в лесных биоценозах к ним относят древесные растения. Они играют главенствующую роль в определении состава, структуры и свойств экосистемы путем создания среды для всего сообщества.
Среди доминирующих видов, в состав сообщества входят редкие виды, которые придают ему устойчивость.
Редкие виды могут является сигналом нормального функционирования экосистемы. Так как для поддержания жизни редких видов необходимы подчас хорошие условия среды.
К примеру рак речной живёт в пресной чистой воде. Его исчезновение является показателем нарушения экосистемы.
Морфологическая структура сообщества
Сообщества можно определить по типам. Лес и луг например, это название типов сообществ.
Для того чтобы определить эти типы необходимо знать, какие жизненные формы его населяют, то есть знать структуру (состав) этих сообществ.
Жизненные формы ─ это организмы с определёнными типами внешнего строения, возникшими как приспособления к условиям местообитания.
Самые распространенные жизненные формы растений например, — это деревья, кустарники, кустарнички и травы (травянистые растения).
Например, на лугу из-за сложившихся климатических условий произрастают: герань луговая, гвоздика травянка, зверобой продырявленный, пижма обыкновенная.
А в лесу, можно встретить растения, которые не встретишь на лугу: жимолость лесная, боярышник кроваво-красный, волчеягодник обыкновенный, лещина обыкновенная.
То же мы наблюдаем и в животном мире. Например, обитателей водной толщи объединяют в особую жизненную форму планктон — совокупность организмов, живущих во взвешенном состоянии, которые не способны противостоять течениям.
Обитатели дна образуют бентос.
Пространственная структура сообщества
Биоценозу присуща: строгая временная и пространственная организация.
Ярким проявлением, которого является ярустность. Чем больше видовое разнообразие, чем больше ярусов, тем устойчивее и продуктивнее сообщество. Ярустность создает разнообразие экологических ниш для обитания животных организмов.
Ярустность — это вертикальное распределение видов сообщества.
Количество света – это основной фактор, который определяет вертикальное распределение растений. Так же на разных уровнях разный температурный режим и режим влажности.
Например, освещённость под сомкнувшимися кронами елового леса в летние дни в 1,5-2 раза меньше, чем под широколиственными деревьями. Тоже наблюдается и с температурным режимом, температура воздуха под кронами ель на 0,2-0,8 градуса ниже, чем под широколиственными. Атмосферные осадки также в 2-2,5 раза меньше проникают под густые кроны ели.
У каждого организма в биогеоценозе своё место, своё время, свой круг обязанностей, свои друзья и враги. Все многообразие индивидуальных живых существ сливается в неповторимое единство. Каждый организм в биоценозе играет только свою неповторимую роль.
Ярусы леса умеренного пояса, их насчитывается обычно 5-6.
Первый (верхний) древесный ярус образуют деревья первой величины с высоко расположенной листвой, которая хорошо освещается солнцем (ель, сосна, дуб черешчатый, вяз гладкий и др.).
Неиспользованный свет поглощается деревьями, которые образую второй ярус. К ним относят (рябину обыкновенную, клён, черемуху, дикую яблоню) ─ деревья второй величины.
Третий ярус (подлесок) составляют кустарники и кустарниковые формы древесных пород (лещина, калина, бузина красная, малина).
Четвёртый ярус (травяно-кустарничковый) травы (сныть обыкновенная, щитовник, крапива, чистотел лесной).
Так же к четвёртому ярусу относят кустарнички (чернику, бруснику, клюкву, вереск).
Шестой ярус образует постилка.
Благодаря ярусному расположению растений в сообществе наиболее полно используются природные условия (свет и тепло).
Каждому ярусу присущ и свой животный мир.
В верхнем пологе леса на кронах деревьев гнездятся птицы (зяблики, щеглы, корольки, крупные хищники и др.).
Некоторые птицы гнездятся в кустарниковом ярусе (например, дрозд певчий, славка, снегирь, малиновка).
На земле гнездятся (фазановые, тетеревиные, трясогузки, овсянки).
Крупные млекопитающие обитают так же на нижних ярусах.
В листовом опаде, на поверхности почвы обитают различные многоножки, жужелицы, клещи, муравьи и другие мелкие животные.
В почве живут почвенные черви, микроорганизмы, землеройные животные, медведки.
Ярустность животных имеет свои названия.
Геобии (обитатели почв)
Герпетобии (обитатели поверхностного слоя почв)
Бриобии (обитатели мхов)
Филлобии (обитатели травостоя)
Аэробии (обитатели более высоких ярусов)
Итак, мы с вами рассмотрели вертикальную структуру биоценоза.
Так же есть и горизонтальное расположение элементов сообщества, которые могут образовать мозаичность.
Она выражается наличием различных микрогруппировок, которые различаются видовым составом, количественным соотношением разных видов, сомкнутостью, продуктивностью и другими признаками, и свойствами.
Микрогруппировка – это сгущение особей одного или нескольких видов в пределах яруса, внутриярусные мозаичные пятна.
Например, в моховом ярусе можно выделить различные пятна мхов с доминированием одного или нескольких видов.
В травяно-кустарничковом ярусе встречаются черничные, чернично-кисличные, голубично-сфагновые микрогруппировки.
Если мы посмотрим на лес сверху, то увидим, что в каких-то местах деревья и кустарники располагаются тесно, а в каких-то и вовсе отсутствуют. Это мозаичность фитомассы леса.
Распределение видов сообщества может быть случайное, регулярное и пятнистое (мозаичное).
Таким образом, мы наблюдаем ярусное и мозаичное распределение видов сообщества. Каждый организм стремиться занять в нем наиболее благоприятное место.
Трофическая структура сообщества
Благодаря разнообразным связям между организмами, происходит поддержание целостности сообщества.
Наиболее важными взаимосвязями живых организмов в природе, являются пищевые связи.
Посмотрите эти взаимосвязи выстраиваются в настоящую цепь. Растение – растительноядное насекомое – насекомое хищник ─ и те, и другие пища насекомоядных птиц, которые в свою очередь добыча хищных птиц.
Вывод. Среди множества взаимосвязей живых организмов основными являются пищевые связи, или цепи питания. Все они начинаются с растений.
Благодаря пищевым связям происходит непрерывный вещественно-энергетический обмен между живым и неживым веществом природы.
Вы знаете, что в процессе фотосинтеза, только растения образуют органическое вещество – основу жизни. Затем в пищевых цепях животных непрерывно происходит его распределение и перемещение.
Так что-же цепь питания бесконечна? Для ответа на этот вопрос спустимся на нижний ярус леса. Здесь обитаю животные почвы. Дождевые черви питаются отмершими частями растений. Обратите внимание! Цепь питания опять начинается с растений.
Таким образом, схема всех пищевых взаимосвязей организмов имеет вид сети.
Пищевая сеть состоит из нескольких пищевых цепей, которые связаны общими пищевыми звеньями. Сеть объединяет растения и животных.
Итак, первыми в пищевой цепи как мы уже сказали являются растения. Их называют
продуценты (производители и накопители органических веществ).
Продуцентами питаются консументы 1-го порядка ─ растительноядные гетеротрофы. К ним относятся травоядные животные.
Ими питаются консументы 2-го порядка ─ хищные гетеротрофы. К ним относят хищников, паразитов травоядных животных).
Которыми питаются консументы 3-го порядка ─ хищники.
Редуцентами являются разрушители всех органических веществ. К ним относят (бактерии и плесневые грибы).
Автотрофы – это организмы, которые синтезируют органические вещества из неорганических.
Гетеротрофы – это организмами, которые живут за счет органического вещества, созданного продуцентами.
Таким образом, разные организмы занимают разное положение в пищевой цепи, в таком случает говорят, что они располагаются на разных трофических уровнях.