БІОЛОГІЯ ЗНО 2018 - КОМПЛЕКСНЕ ВИДАННЯ

ЕКОСИСТЕМИ

Екосистеми, їх склад і різноманіття

Екосистеми є основними структурними одиницями, які утворюють біосферу. Поняття «екосистема» ввів у наукову літературу англійський еколог А. Тенслі (1935 р.).

Екосистемою називають сукупність організмів, які взаємодіють між собою і з неживою природою таким чином, що всередині такої системи виникають потоки енергії і колообіг речовин.

Екосистема не має фіксованих меж. Нею може бути пеньок з його мешканцями, ділянка лісу, степ, болото, ставок, озеро, Світовий океан та біосфера в цілому. Найважливішою ознакою екосистеми є її формування із живих організмів різних типів живлення (продуцентів, консументів, редуцентів) та неживої природи. Екосистема — єдиний механізм, що споживає енергію і поживні речовини для виконання роботи. Поживні речовини виникають з абіотичного комплексу системи, у який і повертаються як відходи чи рештки після загибелі та руйнування організмів (колообіг речовин). Таким чином, важливою властивістю екосистем є їх відкритий характер — вони обмінюються з навколишнім середовищем і енергією, і речовинами.

Поняття «екосистема» поширюється і на штучно створені людиною об’єкти: сільськогосподарські угіддя, парки, лісопосадки, очисні споруди тощо.

Більшість природних явищ доволі чітко окреслена територіально, і це спонукало до необхідності введення в екологію ще одного поняття — біогеоценоз, яке запропонував російський еколог В. М. Сукачов (1940 р.).

Біогеоценоз — відносно однорідна ділянка земної поверхні з певним складом живих (біоценоз) і неживих (геоценоз, або біотоп) компонентів, об’єднаних колообігом речовин та потоком енергії.

Біоценоз — історично утворена сукупність популяцій різних видів (рослин, тварин, мікроорганізмів), що населяють певну територію або акваторію і характеризуються певними взаємозв’язками. Термін «біоценоз» запропонував німецький гідробіолог К. Мьобіус (1877 р.).

Характеристика і структура біоценозу

Залежно від систематичної належності організмів, біоценози поділяють на: фітоценози — утворені рослинами; зооценози — сукупність усіх тварин екосистеми; мікробоценози — сформовані мікроорганізмами. Ділянка середовища, яку займає біоценоз, — біотоп.

Характеристика біоценозу

Видове різноманіття — сукупність популяцій різних видів, що входять до складу певного біоценозу: багате видове різноманіття мають біоценози тропічних лісів і коралових рифів, бідне — пустель і тундри. Співіснування видів в одному біоценозі є результатом того, що один вид потрібен іншому так, що без нього він не може існувати: фітофаги не можуть існувати без відповідних кормових рослин; рослини, що запилюються комахами, не можуть розмножуватись в екосистемі, де немає потрібних для їх запилення комах.

Біомаса біоценозу — сумарна маса особин різних видів у перерахунку на одиницю площі чи об’єму.

Продуктивність біоценозу — кількість біомаси, що створюється за одиницю часу. Первинна продуктивність — продуктивність автотрофних організмів, вторинна — гетеротрофних.

Структура біоценозу

Біоценози характеризуються певною структурою: видовою, просторовою, екологічною (трофічною).

Видова структура розкриває видове різноманіття живих організмів (кількість, співвідношення чисельності та густоти популяцій окремих видів). Видовий склад біоценозу може бути доволі різноманітним, але є одне загальне правило — у природному біоценозі обов’язково повинні бути продуценти, консументи і редуценти.

Просторова структура показує територіальність розміщення рослин, тварин та мікроорганізмів. Рослини в біоценозі характеризуються ярусністю (надземною і підземною). Надземна ярусність — вертикальне розшарування рослинних угруповань на структурні частини — яруси (світлолюбні, тіньовитривалі, тіньолюбні). Ярусне розташування рослин впливає також і на просторове розташування популяцій птахів (гніздування птахів на землі, у кущах або кронах дерев). Підземна ярусність — розташування кореневих систем рослин за глибиною.

Екологічна структура визначається певним співвідношенням популяцій різних екологічних груп організмів, демонструє характер харчових взаємин між організмами біоценозу. Автотрофи — організми, які синтезують усі потрібні для побудови свого тіла органічні речовини з неорганічних речовин повітря, води і ґрунту, використовуючи енергію світла (фототрофи — абсолютна більшість рослин, ціанобактерії і лише деякі бактерії) або хімічних реакцій (хемотрофи — невелика кількість бактерій).

Гетеротрофи — організми, які для живлення використовують готові органічні речовини. Фітофаги — тварини, які живляться рослинами (гусінь метеликів, деякі кліщі, гризуни, різні копитні). Сапротрофи — організми, які живляться залишками інших організмів або продуктами їх життєдіяльності (некрофаги, копрофаги, детритофаги). Сапрофіти — бактерії, гриби, невелика група рослин. Гетеротрофні організми, які споживають і рослинну, і тваринну їжу, належать до поліфагів (рудий тарган, пацюк, бурий ведмідь).

Міксотрофи — організми, які мають змішаний тип живлення — живляться і як автотрофи, і як гетеротрофи (евглена зелена, комахоїдні рослини, рослини-напівпаразити).

Структура і властивості біогеоценозу

Біотична частина біогеоценозу охоплює різні екологічні групи популяцій організмів, що поєднані між собою просторовими і трофічними зв’язками:

а) продуценти — організми, здатні синтезувати органічні сполуки з неорганічних (автотрофні прокаріоти, водорості, вищі рослини);

б) консументи — популяції гетеротрофних організмів, які споживають інші організми або мертву речовину (фітофаги, сапротрофи, хижаки, паразити);

в) редуценти — популяції організмів, які живляться органічною речовиною залишків чи продуктів життєдіяльності організмів, мінералізуючи їх (бактерії, гриби, копрофаги, некрофаги, детритофаги).

Основу зв’язків між популяціями біогеоценозу зумовлюють характер живлення особин і способи добування ними енергії.

Абіотична частина біогеоценозу:

а) неорганічні сполуки, які входять у біогенну міграцію речовин (СО2, О2, Н2О, N2 тощо);

б) органічні сполуки, які зв’язують між собою абіотичну та біотичну частини біогеоценозу (залишки організмів та продуктів їхньої життєдіяльності);

в) мікроклімат, який визначає умови існування організмів (світло, середньорічна температура, вологість тощо)-

Властивості біогеоценозів

Цілісність — здатність забезпечувати тісні зв’язки організмів між собою та фізичним середовищем існування. Потоки енергії та колообіг речовин, які виникають унаслідок взаємодії живих організмів між собою та середовищем, зв’язують складові частини біогеоценозу в єдину систему.

Стійкість зумовлена тим, що сучасні біогеоценози — результат тривалої та глибокої адаптації живих компонентів один до одного і до компонентів неживої природи.

Самовідтворення — здатність біогеоценозів до взаємодії саморегульованих популяцій, що входять до їх складу та забезпечуються наявними умовами довкілля (температура, вода, їжа тощо).

Саморегуляція — коливання кількісних та якісних показників біопродуктивності, способів і швидкості біогенного колообігу речовин та потоків енергії навколо певних оптимальних значень. Між компонентами встановлюється певна динамічна рівновага і збільшення чисельності виду організмів веде до масового розмноження «споживача». Так, масове розмноження гризунів призводить до збільшення чисельності хижаків і паразитів, які зменшують чисельність популяції. А це веде до зменшення популяції хижаків, і динамічна рівновага в біоценозі відновлюється. Крім міжвидових зв’язків, регулюючими чинниками можуть бути і внутрішньовидові.

Взаємозв’язки між популяціями в екосистемах

Взаємозв’язки між популяціями можуть бути різноманітними: прямими й непрямими; антагоністичними, нейтральними та мутуалістичними; трофічними і топічними:

прямі — безпосередні зв’язки двох популяцій екосистеми (хижак — здобич, паразит — хазяїн);

непрямі — популяція одного виду впливає на популяцію іншого опосередковано, через популяцію третього (вплив хижаків на рослини через рослиноїдних гризунів);

антагоністичні — одна популяція зазнає негативного впливу іншої (конкуренція, хижацтво, паразитизм);

нейтральні — кожна співіснуюча популяція не завдає іншій шкоди і не приносить користі;

мутуалістичні — форма співжиття організмів, за якої кожен з організмів приносить іншому певну користь (рак-самітник і актинія);

трофічні — організми одного виду або продукти їхньої життєдіяльності є об’єктом живлення для іншого (рослини і фітофаги, хижак — здобич, паразит — хазяїн);

топічні — види, не пов’язані прямими трофічними зв’язками, але внаслідок життєдіяльності одних видів змінюються умови існування інших (ярусність рослинних угруповань, вусоногі раки на молюсках і китах тощо).

Перетворення енергії в екосистемах

Рушійною силою колообігу речовин в екосистемах завжди є енергія Сонця. Фотосинтезуючі організми безпосередньо використовують енергію сонячного світла, а потім передають її іншим представникам біотичного компоненту. У результаті створюється потік енергії (лінійний) і поживних речовин (колообіг) через екосистему.

Енергія їжі поступово перетворюється в теплову енергію, а тому необхідною умовою існування екосистеми є постійний притік енергії ззовні. Ефективність руху енергії в живій речовині доволі низька. Під час перенесення від продуцентів до консументів І порядку вона становить лише 10%. Перенесення від консументів І порядку до консументів II порядку більш ефективне — до 20 % (травоїдні тварини менш ефективно використовують їжу, ніж м’ясоїдні, що в багатьох випадках пов’язане з її хімічним складом). Таким чином, у процесах пластичного обміну лише незначна частка енергії перетворюється в енергію хімічних сполук, а більша її частина розсіюється у вигляді тепла. Завершується потік енергії на редуцентах, де енергія або ж остаточно розсіюється у вигляді тепла, або акумулюється в мертвій органічній речовині (детриті).

Продуценти, консументи, редуценти

Таким чином, основою біогеоценозу є автотрофні організми — продуценти (виробники), які з використанням сонячної енергії створюють поживні речовини. Найважливішу роль відіграють вищі рослини, які, продукуючи органічні речовини, є в основі всіх трофічних ланцюгів біогеоценозу, субстратом для тварин і мікроорганізмів, активно впливають на мікроклімат біотопу. Готові органічні речовини використовують для отримання і накопичення енергії первинні та вторинні гетеротрофи (травоїдні і м’ясоїдні тварини) — консументи. Органічні залишки продуцентів і консументів розкладаються на простіші неорганічні сполуки гетеротрофними редуцентами, або деструкторами. Це мікроорганізми — бактерії, гриби, багато з протестів, а також тварини, що харчуються падаллю (наприклад, деякі комахи і черви). Таким чином, кожний живий організм у біогеоценозі займає певну екологічну нішу (місце) у складній системі екологічних взаємозв’язків з іншими організмами і чинниками неживої природи.

Ланцюги живлення

Основою будь-якої екосистеми є трофічні та супутні їм енергетичні зв’язки. Перенесення потенціальної енергії їжі, створеної фотосинтезуючими організмами, шляхом поїдання одних видів іншими називається ланцюгами живлення, або харчовими ланцюгами. Кожний ланцюг живлення складається з певної кількості ланок, або трофічних рівнів.

Ланцюги живлення утворюють ряди видів, пов’язаних один з одним харчовими відносинами, що створює певну послідовність у передачі речовин і енергії. Перший трофічний рівень утворюють продуценти (рослини), другий — первинні консументи, або консументи І порядку (рослиноїдні тварини), третій — вторинні консументи, або консументи II порядку (м’ясоїдні тварини).

Кількість ланок ланцюгів живлення обмежена (не перевищує 4-5), оскільки під час передавання енергії з попередньої ланки до наступної більша її частина втрачається.

Ланцюги живлення склались у процесі історичного розвитку органічного світу і є однією з характеристик взаємопристосованості організмів у природі. Порушення умов існування відбивається на стані та чисельності одного або кількох видів, що призводить до змін в усьому ланцюгу живлення.

Ланцюги живлення пасовищного типу «йдуть» від продуцентів (рослин) до травоїдних (консументів І порядку), хижаків (консументів II порядку) і завершуються редуцентами.

У міру пересування ланцюгом живлення, як правило, тварини все більше збільшуються у розмірах і зменшуються чисельно: рослини → дрібні гризуни → лисиця.

Харчові ланцюги паразитів, на відміну від хижаків, ведуть до організмів, які все більше зменшуються у розмірах і збільшуються чисельно: рослини → травоїдні ссавці → блохи → джгутикові.

Ланцюги живлення детритного типу починаються з відмерлих решток рослин, трупів і екскрементів тварин: лісова підстилка → дощовий черв’як → чорний дрізд → пухоїд; мертва тварина → личинки мух → трав’яна жаба → вуж → яструб.

Один і той же вид може одночасно бути ланкою різних ланцюгів живлення: птахи, які живляться комаха- ми-фітофагами, хижаками і редуцентами; тварини, що живляться рослинною їжею, і м’ясоїдні.

Трофічний рівень. Трофічна сітка

Функціональною основою будь-якого біогеоценозу є трофічні та супутні їм енергетичні зв’язки. У ньому постійно відбувається перенесення речовин і енергії, які містяться в їжі, створеній переважно рослинами. Перенесення потенційної енергії їжі, створеної рослинами, через ряд організмів шляхом поїдання одних видів іншими називають ланцюгом живлення, або харчовим ланцюгом, а кожну його ланку — трофічним рівнем. Перший трофічний рівень утворюють продуценти (рослини), другий — первинні консументи (травоїдні тварини), третій — вторинні консументи (м’ясоїдні тварини та паразити). Оскільки кожний організм має декілька джерел живлення і сам є продуктом живлення для інших численних організмів з одного й того ж або навіть з різних харчових ланцюгів (всеїдні організми, наприклад людина, ведмідь, горобець споживають як продуцентів, так і консументів, тобто живуть на різних трофічних рівнях), ланцюги живлення багаторазово розгалужуються і переплітаються у складні харчові мережі.

У будь-якому біогеоценозі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а переплітаються між собою. Це відбувається тому, що організми певного виду можуть бути ланками різних ланцюгів живлення. Наприклад, особини одного виду птахів можуть споживати як рослиноїдні (консументи II порядку), так і хижі види комах (консументи III порядку) тощо. Отже, переплітаючись, різні ланцюги живлення формують трофічну сітку біогеоценозу. Розгалужені трофічні сітки забезпечують стійкість біогеоценозів, оскільки при зменшенні чисельності певних видів (чи навіть за умови їхнього зникнення з даного біогеоценозу) види, які ними живляться, можуть переключатись на інші об’єкти живлення. Унаслідок цього сумарна продуктивність біогеоценозу залишається стабільною.

Правило екологічної піраміди. Типи екологічних пірамід

Ланцюги живлення в екосистемах переплетені й утворюють харчові, або трофічні, сітки. Харчові сітки всередині кожної екосистеми мають добре виражену структуру, яка характеризується кількістю, розміром і загальною масою організмів — біомасою на кожному рівні ланцюга живлення.

Кількість ланок ланцюга живлення в екосистемі обмежується правилом екологічної піраміди, відповідно до якого загальна біомаса та енергія кожної наступної ланки зменшується.

Це правило можна зобразити у вигляді піраміди, складеної з окремих блоків, що відповідають продуктивності організмів на певному трофічному рівні.

Розрізняють три основні типи екологічних пірамід:

1) піраміда чисел — відображає чисельність окремих організмів на кожному рівні. Часто дотримується у трофічних зв’язках «хижак — жертва» (винятки — більш дрібні хижаки живуть за рахунок групового полювання: зграя вовків — лось); її не можна застосовувати до ланцюгів живлення «паразит — хазяїн»;

2) піраміда біомаси — кількість органічної речовини, синтезованої на кожному рівні. Враховують сумарну масу організмів (біомасу) кожного трофічного рівня; тут бажано порівнювати суху масу після видалення води;

3) піраміда енергії — характеризує величину потоку енергії чи продуктивність її на кожному наступному трофічному рівні. Найбільш правильно відбиває взаємозв’язки між живими організмами на різних трофічних рівнях. Ця піраміда завжди звужується догори.

Саморегуляція екосистем

Цілісність біогеоценозів визначається їх найважливішою властивістю — самовідтворенням. Живі організми харчуються, ростуть, розмножуються, використовуючи енергію, одержану із середовища проживання. У свою чергу, живі організми у процесі життєдіяльності відтворюють своє місцеіснування.

Рівновага, яка виникає між організмами і середовищем існування в біогеоценозі, є умовою стійкості екосистеми. На рівні екосистем набір видів, форми і взаємодії між популяціями різних видів, трофічні зв’язки відображають пристосованість організмів до умов середовища і спрямовані на стійку підтримку кругообігу речовин у даних умовах.

У стійких екосистемах відбувається природний процес саморегуляцій. Саморегуляція — це властивість екосистеми автоматично встановлювати і підтримувати на певному рівні чисельність популяцій, співвідношення статей, народжуваність і смертність та ін. В основі підтримки відносно стабільної чисельності популяцій є трофічні зв’язки в харчових мережах (наприклад, «хижак — жертва», «паразит — хазяїн»).

Масове розмноження видів в екосистемі регулюється за допомогою прямих і зворотних зв’язків, що формуються в харчових ланцюгах. За сприятливих погодних умов дуже збільшується біомаса рослин — відповідно і травоїдних тварин. Травоїдними харчуються хижаки, а що більше їжі, то чисельнішим є потомство хижаків; їхній масовий розвиток призводить до різкого зниження числа жертв і врешті-решт — до зниження числа хижаків. Так відновлюється рівновага у системі «хижак — жертва».

Стійке угруповання є рівноважним. Це означає, що сумарна продукція автотрофних організмів в енергетичному вираженні точно відповідає енерговитратам, потрібним для забезпечення життєдіяльності організмів, що входять до угруповання. Тому біомаса в такій системі залишається сталою, а сама система — врівноваженою.

Розвиток екосистем. Сукцесії. Агроценози

Жоден біогеоценоз (екосистема) не існує вічно, рано чи пізно він змінюється іншим. Здатність до змін — одна з найважливіших властивостей біоценозів, котрі зазнають впливу умов середовища і в результаті життєдіяльності авто- і гетеротрофних організмів здатні змінювати умови їх існування — біотоп. Тривале існування популяцій на одному місці змінює біотоп так, що він стає малопридатним для одних видів, проте придатним для інших. У результаті на цьому місці розвивається інший, краще пристосований до нових умов біоценоз. Таку послідовну, необоротну, спрямовану зміну одного біогеоценозу іншим називають сукцесією.

Залежно від стану і властивостей довкілля розрізняють сукцесії первинні і вторинні. Первинні сукцесії починаються на позбавлених життя місцях — скелях, піщаних дюнах, наносах річок, застиглих лавових потоках тощо. При заселенні таких ділянок невибагливі до умов середовища живі організми — бактерії, ціанобактерії, багато з автотрофних протестів, накипні лишайники тощо необоротно змінюють екотоп і поступово заміщують один одного. Основну роль у цьому процесі відіграють накопичення відмерлих рослинних решток або продуктів їх розкладання. Багато нитчастих ціанобактерій фіксують азот повітря і збагачують середовище, малопридатне для життя. Лишайники є дуже важливими у ґрунтоутворенні, оскільки виділення органічних кислот розчиняють і руйнують гірські породи, і є для них субстратом, а за рахунок розкладання їх таломів формується ґрунтовий гумус. Бактерії, розщеплюючи органічні речовини гумусу, сприяють накопиченню елементів мінерального живлення. Поступово формується ґрунтовий профіль, змінюється гідрологічний режим ділянки, її мікроклімат. Таким шляхом лишайники разом з іншими прокаріотами й еукаріотами створюють умови для інших, досконаліших організмів, зокрема вищих рослин і тварин. Такі зміни екосистем тривають тисячі років.

Вторинні сукцесії розвиваються на місці сформованих екосистем, після їх трансформації в результаті ерозії, вулканічних вивержень, посухи і т. п. У таких екотопах звичайно зберігаються багаті життєві ресурси, які сприяють доволі швидкому перебігу сукцесії відновного типу. Іноді такі процеси відбуваються на очах одного покоління людей: це заростання водоймищ, відновлення лук після пожежі, відновлення лісів після вирубування та ін.

Динамічність біогеоценозів особливо чітко виявляється при зміні клімату і ґрунтових умов (заболочування, засолювання) на даній території в результаті господарської діяльності (вирубування лісів, зрошування земель у посушливих районах, осушення боліт, внесення добрив на луках, розорювання, надмірне випасання худоби і т. д.). Усе це порушує видовий склад сталого біоценозу і призводить до його глибокої перебудови і зміни на інший. Провідну роль у процесі зміни наземних біогеоценозів відіграють рослини, але їх життєдіяльність невіддільна від такої інших компонентів, тобто біогеоценоз завжди живе і змінюється як єдине ціле. Наприклад, після вирубування лісу або лісової пожежі у нестічних або слабкостічних низинах, де ґрунтові води лежать під поверхнею, починаються процеси заболочування. Унаслідок перезволоження субстрату погіршується аерація і пригнічується діяльність ґрунтових мікроорганізмів, зокрема бактерій гниття. Процеси окиснення при цьому послаблюються, що призводить до накопичення органічних решток. Така зміна екологічних умов є сприятливою для вологолюбних видів рослин.

Перша ознака заболочування — поява в надґрунтовому покриві зозулиного льону. Утворюючи щільний килим, він утримує багато вологи, формує особливий водний і температурний режими Грушу, але водночас ускладнює газообмін між ґрунтом і атмосферою, уповільнює мінералізацію органічних речовин. У результаті створюються сприятливі умови для сфагнових мохів, які спричинюють торфонакопичення і, зрештою, утворення верхового (сфагнового) болота.

Наведені приклади переконливо засвідчують, що зміна умов середовища існування (біотопу) неминуче призводить до зміни біоценозу. У результаті на місці колишнього біогеоценозу (екосистеми) виникає новий.

Стадії розвитку біогеоценозу

1. Піонерне угруповання. Вид представлений поодинокими особинами, наприклад лишайниками на поверхні скель.

2. Просте угруповання, представлене плямистими скупченнями рослин і поодинокими угрупованнями тварин. Наприклад, лишайники і пов’язані з ними тварини, переважно комахи, павуки, кліщі; складне угруповання, представлене різноманітними видами, наприклад мохами, лишайниками. На цій стадії біоценоз ще відкритий для поповнення новими видами.

3. Клімаксове угруповання, що включає взаємозв’язані організми — мохи, лишайники, квіткові рослини, дощових черв’яків, личинок комах. Нові види у такому ценозі вже не можуть з’явитись.

Кінцевий етап сукцесії — формування стійко врівноваженої екосистеми — називають клімаксом. У ході сукцесії в екосистемі збільшується кількість видів, утворюються розгалужені ланцюги живлення, формуються ярусність і мозаїчність, знижуються темпи накопичення біомаси. У клімаксовому ценозі весь річний приріст рослинності втрачається в ланцюгах живлення, тому його чиста продукція наближається до нуля.

Агробіоценоз, або агроценоз, — це угруповання рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, штучно створене людиною для отримання сільськогосподарської продукції. Має регулярно підтримуватись. Прикладами є поля, городи, сади, парки, лісові насадження, пасовища. Угруповання рослин і тварин, які штучно створюють у морі і прісних водоймищах, також можна віднести до категорії агробіоценозів.

Агроценози, як і природні екосистеми, мають певний видовий склад (культурні рослини, бур’яни, комахи, дощові черв’яки тощо) і певні взаємозв’язки між живими організмами і довкіллям. Ці взаємовідносини найчіткіше виявляються на рівні трофічних зв’язків, особливо в разі впливу на ценоз людини (обробка ґрунту, підсіви культурних рослин на луках тощо). В агробіоценозі (наприклад, пшеничного поля) складаються харчові ланцюги, подібні до природної екосистеми: продуценти (пшениця і бур’яни), консументи (комахи, птахи, полівки, лисиці) і редуценти (гриби і бактерії). Обов’язковою ланкою цього харчового ланцюга є людина, яка власною працею і талантом створює кожний агроценоз, забезпечує його високу продуктивність, а потім збирає і використовує врожай.

Між агроценозом і природним біогеоценозом існує ряд відмінностей. Перша полягає у різній спрямованості добору. У природних екосистемах (ліси, тундра, степи, пустелі, річки тощо) діє природний добір, який усуває неконкурентноздатні форми організмів та їх угруповання в біогеоценозі, тим самим забезпечуючи його найважливишу рису — стійкість. В агроценозах діє переважно штучний добір, котрий спрямовує людина, передусім, на підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Екологічна стійкість агробіоценозів незначна. Без участі людини агроценози зернових і овочевих культур існуватимуть не більше року, багаторічних трав — 3—4 роки, плодових культур — 20-30 років. Потім вони розпадаються або відмирають.

Друга відмінність між ними полягає в джерелі енергії. Для біоценозу єдиним джерелом енергії є Сонце. У той же час агроценози, крім сонячної, одержують додаткову енергію від людини, бо вона витрачається на виробництво добрив, препаратів проти бур’янів, шкідників і хвороб, зрошування або осушування. Без таких додаткових витрат енергії існування агроценозів практично не можливе.

Однією з найістотніших відмінностей між біогеоценозом і агроценозом є баланс поживних елементів. У біогеоценозі первинна продукція рослин (урожай) споживається в численних ланцюгах живлення і знову повертається в систему біологічного кругообігу у вигляді С02, води й елементів мінерального живлення. В агроценозі такий кругообіг елементів різко порушується, оскільки значну частину накопиченої біомаси людина вилучає з урожаєм. Тому для відшкодування цих втрат необхідно постійно вносити в ґрунт добрива.

Таким чином, порівняно з природними біогеоценозами, агроценози мають обмежений склад рослинних і тваринних компонентів, не здатних до самовідновлення і саморегулювання, чутливих до негативного впливу масового розмноження шкідників або хвороб, які потребують постійного втручання людини. Агробіоценози займають близько 10 % поверхні суходолу (1,2 млрд га) і дають людству майже 90 % харчової енергії.

Тренувальні тести

1. Опанування вищими рослинами піщаних берегів є прикладом сукцесії:

А первинної;                           

Б антропогенної;

В вторинної;                           

Г автотрофної.

2. До антагоністичних біотичних взаємозв’язків належить:

А облігатний симбіоз;                 

Б паразитизм;

В факультативний симбіоз;        

Г мутуалізм.

3. Процес саморозвитку біогеоценозів унаслідок взаємодії живих організмів між собою і навколишнім середовищем — це:

А фітоценоз;                              

Б сукцесія;

В трофічна мережа;                   

Г гомеостаз.

4. Адаптація організмів у пустелях може супроводжуватись:

А відмиранням підземної частини рослин;

Б редукцією листків;

В підвищенням інтенсивності транспірації;

Г підвищенням інтенсивності фотосинтезу.

5. Залежно від способу життя, тип морфофізіологічних пристосувань організмів до умов навколишнього середовища називають:

А екологічною нішею;                

Б життєвою формою;

В гомеостазом;                          

Г габітусом.

6. Фотоперіодизм — це реакція організмів на зміну, насамперед:

А джерела світла;                      

Б тривалості дня;

В інтенсивності освітлення;        

Г напрямку освітлення.

7. Провідним фактором, що визначає осінній листопад, є зміна:

А довжини дня;                       

Б кількості опадів;

В температури повітря;           

Г вологості повітря.

8. Для існування в біогеоценозі консумента II порядку, маса якого 20 кг, необхідно рослинної продукції (т):

А 2000;                                    

Б 20;

В 200;                                      

Г 2.

9. Види, що мають високу екологічну валентність, називають:

А еврибіонтами;                       

Б інтродуцентами;

В стенобіонтами;                      

Г ековалентами.

10. Ґрунт утворюється з поверхневих шарів гірських порід у результаті:

А їх хімічного вивітрювання;    

Б життєдіяльності рослин і тварин;

В їх хімічного вивітрювання і перемішування;

Г життєдіяльності живих організмів.

11. До гомойотермних (теплокровних) організмів належать:

А головоногі молюски;             

Б хвостаті амфібії;

В глибоководні риби;               

Г сумчасті гризуни.

12. Автотрофні організми, на відміну від гетеротрофних:

А використовують енергію хімічних сполук, що містяться в їжі;

Б синтезують органічні речовини з неорганічних під час фотосинтезу;

В ведуть паразитичний спосіб життя;

Г живляться тваринами, грибами та рослинами.

13. Пристосуванням різних видів рослин до нестачі вологи є:

А підвищення обміну речовин, активності фізіологічних процесів;

Б мозаїчне розміщення листків;

В опушення листків, утворення воскового нальоту;

Г підвищення осмотичного тиску клітинного соку.

14. «Біологічний годинник» — це реакція живих організмів, насамперед, на:

А чергування світлих і темних періодів протягом доби;

Б зміни температури й вологості повітря протягом доби;

В коливання напруження магнітного поля Землі;

Г коливання сонячної активності.

15. З явищем фотоперіодизму переважно пов’язане:

А скидання листя в рослин за несприятливих умов навколишнього середовища;

Б нагромадження жиру деякими тваринами;

В танення високогірних льодовиків;

Г утворення найвищих припливів на берегах морів.

16. Клопи-водомірки входять до складу:

А планктону;                            

Б нектону;

В бентосу;                                

Г нейстону.

17. Для біогеоценозу не характерний:

А гомеостаз;                            

Б постійний кругообіг речовин;

В стан саморегуляції;               

Г замкнений кругообіг речовин і енергії.

18. Залежно від морфологічних адаптацій до умов навколишнього середовища, рослини поділяють за життєвими формами на:

А дерева, чагарники, трави;     

Б тропічні та бореальні;

В аеробні й анаеробні;              

Г ксерофіти і гігрофіти.

19. До редуцентів належать:

А вищі рослини;                

Б організми, що живляться органічними рештками;

В тварини-хижаки;           

Г рослиноїдні тварини.

20. Дощові черв’яки за способом живлення належать до:

А копрофагів;                           

Б некрофагів;

В міксотрофів;                          

Г сапрофагів.

21. Укажіть, що є обмежувальним фактором для організмів поверхневих шарів Світового океану:

А світло;                                 

Б кількість поживних речовин;

В нестача кисню;                    

Г нестача прісної води.

22. Евглена зелена за способом живлення належить до:

А міксотрофів;                           

Б хемотрофів;

В автотрофів;                            

Г сапрофагів.

23. Коливання чисельності популяцій називають:

А екологічною пірамідою;          

Б преміксом;

В популяційними хвилями;        

Г дрейфом генів.

24. До біогеоценозу конкретного регіону можна віднести:

А липово-ясеневу діброву;        

Б Світовий океан;

В тайгу;                                    

Г біосферу.

25. Сукцесія як процес саморозвитку призводить до формування біогеоценозу з:

А незначною видовою різноманітністю;

Б погано розвиненою трофічною мережею;

В високим ступенем саморегуляції та стійкості;

Г перевагою стенотопних видів.

26. Низька стійкість агроценозів пов’язана з:

А незначною видовою різноманітністю;

Б відсутністю саморегуляції;

В відсутністю мікробіценозу;

Г погано розвиненою трофічною мережею.

27. Екологічна валентність виду — це:

А діапазон між межами стійкості виду;

Б здатність виду існувати за верхньою і нижньою межами стійкості;

В діапазон дії екологічного фактора, у якому можливе існування виду;

Г здатність виду адаптуватися до стресових умов навколишнього середовища.

28. Із 1 т рослинної їжі приріст маси тіла консументів І і II порядків (кг) становитиме близько:

А 500 рослиноїдні тварини і 200 м’ясоїдні;

Б 50 рослиноїдні тварини і 20 м’ясоїдні;

В 100 рослиноїдні тварини і 10 м’ясоїдні;

Г 100 рослиноїдні тварини і 20 м’ясоїдні.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити