Подробное решение доклад / тема главы 9 1 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Природное сообщество – совокупность растений, животных, микроорганизмов, приспособленных к условиям жизни на определенной территории, влияющих друг на друга и на окружающую среду. В нем осуществляется и поддерживается круговорот веществ.
Можно выделить разномасштабные природные сообщества, например материки, океаны, лес, луг, тайгу, степь, пустыню, пруд, озеро. Более мелкие природные сообщества входят в состав более крупных. Человек создает искусственные сообщества, например поля, сады, аквариумы, космические корабли.
Каждому природному сообществу свойственны разнообразные взаимосвязи – пищевые, по месту обитания и др.
Основная форма связей организмов в природном сообществе – это пищевые связи. Начальным, основным звеном в любом природном сообществе, создающим в нем запас энергии, являются растения. Лишь растения, используя солнечную энергию, могут из находящихся в почве или воде минеральных веществ и углекислого газа создавать органические вещества. Растениями питаются растительноядные беспозвоночные и позвоночные животные. Ими, в свою очередь, питаются плотоядные животные – хищники. Так в природных сообществах возникают пищевые связи, цепь питания: растения – растительноядные животные — плотоядные животные (хищники – прим. biofile.ru). Иногда эта цепь усложняется: первыми хищниками могут питаться другие, а ими, в свою очередь, — третьи. Например, гусеницы поедают растения, а гусениц поедают хищные насекомые, которые, в свою очередь, служат пищей насекомоядным птицам, а теми питаются хищные птицы.
Наконец, в состав природного сообщества входят еще различные организмы, которые питаются отходами: отмершими растениями или их частями (ветками, листьями), а также трупами погибших животных или их экскрементами. Ими могут быть некоторые животные – жуки-могильщики, дождевые черви. Но основную роль в процессе разложения органических веществ играют плесневые грибы и бактерии. Именно они доводят разложение органических веществ до минеральных, которые опять могут быть использованы растениями. В общей сложности в природных сообществах происходит круговорот веществ.
Смена природных сообществ может проходить под влиянием биотических, абиотических факторов и человека. Смена сообществ под влиянием жизнедеятельности организмов длится сотни и тысячи лет. Главную роль в этих процессах играют растения. Примером смены сообщества под влиянием жизнедеятельности организмов может служить процесс зарастания водоемов. Большинство озер постепенно мелеет и уменьшается в размерах. На дне водоема со временем накапливаются остатки водных и прибрежных растений и животных, частички почвы, смываемые со склонов. Постепенно на дне образуется толстый слой ила. По мере того, как озеро мелеет, его берега зарастают камышом и тростником, затем осоками. Органические остатки накапливаются еще быстрее, образуют торфянистые отложения. Многие растения и животные замещаются видами, чьи представители более приспособлены для жизни в новых условиях. Со временем на месте озера образуется иное сообщество – болото. Но на этом смена сообществ не прекращается. На болоте могут появляться неприхотливые к почве кустарники и деревья, а в конечном итоге болото может смениться лесом.
Таким образом, смена сообществ происходит потому, что в результате изменения видового состава сообществ растений, животных, грибов, микроорганизмов постепенно изменяется среда обитания и создаются условия, благоприятные для обитания других видов.
Смена сообществ под влиянием деятельности человека. Если смена сообществ под влиянием жизнедеятельности самих организмов – постепенный и длительный процесс, охватывающий период в десятки, сотни и даже тысячи лет, то смена сообществ, вызванная деятельностью человека, происходит быстро, в течение нескольких лет.
Так если в водоемы попадают сточные воды, удобрения с полей, бытовые отходы, то кислород, растворенный в воде, тратится на их окисление. В результате снижается видовое разнообразие, различные водные растения (сальвиния плавающая, горец земноводный) заменяются ряской, водоросли – синезелеными, возникает "цветение воды". Ценные промысловые рыбы сменяются малоценными, исчезают моллюски, многие виды насекомых. Богатая водная экосистема превращается в экосистему загнивающего водоема.
Если воздействие человека, вызвавшее смену сообществ, прекращается, то, как правило, начинается естественный процесс самовосстановления. Ведущую роль в нём продолжают играть растения. Так, на пастбищах после прекращения выпаса появляются высокорослые травы, в лесу – типичные лесные растения, озеро очищается от засилия одноклеточных водорослей и синезеленых, в нем вновь появляются рыбы, моллюски, ракообразные.
Если же видовая и трофическая структуры упрощены настолько, что процесс самовосстановления уже не может происходить, то человек вновь вынужден вмешиваться в это природное сообщество, но теперь с благими целями: на пастбищах высевают травы, в лесу сажают новые деревья, водоемы очищают и запускают туда молодь рыб.
Сообщество способно к самовосстановлению лишь при частичных нарушениях. Поэтому влияние хозяйственной деятельности человека не должно превышать того порога, после которого не может осуществляться процессы саморегуляции.
Смена сообществ под влиянием абиотических факторов. На развитие и смену сообществ большое влияние оказывали и оказывают резкие изменения климата, колебания солнечной активности, горообразовательные процессы, извержения вулканов. Эти факторы называют абиотическими – факторами неживой природы. Они нарушают стабильность среды обитания живых организмов.
К сожалению, способности природных сообществ к самовосстановлению не безграничны: если внешнее воздействие превысит определённый предел, то экосистема разрушится, а территория, где она находилась, сама станет источником экологического дисбаланса. Даже если восстановление экосистемы будет возможно, то обойдётся оно гораздо дороже своевременных мер по её сохранению.
Способность природных сообществ к саморегуляции достигается благодаря естественному разнообразию живых существ, приспособившихся друг к другу в результате длительной совместной эволюции. При снижении численности одного из видов его частично освободившуюся экологическую нишу временно занимает экологически близкий к нему вид того же сообщества, не позволяя развиться тем или иным дестабилизирующим процессам.
Совсем по-другому обстоит дело, если какой-либо вид выпал из сообщества. В этом случае система "взаимной подстраховки" экологически близких видов нарушается, и часть потребляемых ими ресурсов не используется, то есть возникает экологический дисбаланс. По мере дальнейшего обеднения естественного видового состава сообщества создаются условия для чрезмерного накопления органики, вспышек численности насекомых, вселения чужеродных видов и т. п.
Обычно первыми выпадают из природного сообщества так называемые редкие виды, поскольку их редкость обусловлена тем, что они наиболее требовательны к условиям обитания и чувствительны к их изменению. В стабильном сообществе редкие виды должны быть среди всех групп живых организмов. Поэтому присутствие разнообразных редких видов служит показателем сохранности природного биоразнообразия в целом и, таким образом, экологической полноценности природного сообщества.
Как известно, биотический круговорот веществ обеспечивают виды, занимающие различные трофические уровни:
• продуценты, производящие органическое вещество из неорганического – это, прежде всего, зелёные растения;
• консументы первого порядка, потребляющие фитомассу – это травоядные животные, как позвоночные, так и беспозвоночные;
• консументы второго и высших порядков, питающиеся другими консументами, например, хищные насекомые и пауки, хищные рыбы, земноводные и пресмыкающиеся, насекомоядные и хищные птицы и млекопитающие;
• редуценты, разлагающие отмершую органику – этот процесс обеспечивают, прежде всего, разнообразные микроорганизмы, грибы, а также дождевые кольчатые черви и некоторые другие почвенные беспозвоночные.
Изучение полноценных природных сообществ показывает, что редкие виды присутствуют в них на всех трофических уровнях. Наиболее показательно наличие в сообществе жизнеспособных популяций консументов высших порядков: они находятся на вершине трофической пирамиды и, таким образом, их состояние в наибольшей степени зависит от состояния трофической пирамиды в целом.
Важной характеристикой любого вида служит размер территории, минимально необходимой для существования его жизнеспособной популяции. Для природоохранных целей можно выделить несколько размерных классов территорий, необходимых для существования жизнеспособной популяции вида.
В размерном интервале от отдельной растительной ассоциации до биогеоценоза включительно целесообразно выделить участки следующих размерных классов:
1 – микробиотопы, отдельные участки растительных ассоциаций, необходимые, например, для грибов, многих растений и беспозвоночных животных;
2 – сочетание определённых микробиотопов и растительных ассоциаций, необходимое, например, для некоторых растений, для земноводных, пресмыкающихся, стрекоз, многих бабочек;
3 – биогеоценоз в целом, необходимый для мелких птиц и млекопитающих, наиболее крупных и подвижных насекомых, а из растений – для лесообразующих видов деревьев.
Для существования популяций средних и крупных птиц и млекопитающих обычно необходимы территории, существенно превышающие площадь, занимаемую одним биогеоценозом. Для таких территорий мы выделяем следующие размерные классы:
4 – группа сходных биоценозов или их сочетаний;
5 – природные массивы, состоящие из разнообразных биотопов;
6 – природные массивы и их комплексы регионального уровня.
В условиях преобразования природных территорий наиболее уязвимы виды, которым необходимы территории высших (IV-VI) размерных классов, тем более что большинство этих видов относится к консументам высших порядков.
Таким образом, показателем качественной полноценности экосистемы служит всех наличие трофических уровней, причём в пределах каждого трофического уровня присутствуют виды, популяции которых занимают существенно различные экологические ниши и территории различных размерных классов.
Условием сохранения средообразующих функций природных сообществ являются межэкосистемные связи, делающие возможным естественное восстановление нарушенных участков за счёт миграции живых организмов с соседних участков, сохранившихся лучше. Тогда они подстраховывают друг друга так же, как и популяции сходных видов в пределах одного сообщества. Будучи функционально взаимосвязанными в пределах региона, природные сообщества образуют природный каркас, на котором держится региональная экологическая стабильность. Поэтому сохранение системы взаимосвязанных природных сообществ, способной к самовосстановлению – это единственный реальный способ поддержания среды обитания людей.