Загальна біологія 11 клас

РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ. ЛЮДИНА І БІОСФЕРА

 

§35. ЗМІНИ В БІОГЕОЦЕНОЗАХ. АГРОЦЕНОЗИ

 

Що таке сукцесії? Як правило, будь-який біогеоценоз може нормально функціонувати лише за відносно стабільних умов навколишнього середовища, потрібних для здійснення колообігу речовин. Ви вже знаєте, що біогеоценози певною мірою здатні до саморегуляції, завдяки чому вони підтримують свою сталість (гомеостаз). Проте, у біогеоценозах можуть відбуватися зміни, які мають циклічний або поступальний характер.

Циклічні зміни є результатом пристосувань біогеоценозів до періодичних (добових, сезонних) змін у довкіллі. Пригадайте, наприклад, як змінюється вигляд широколистих чи мішаних лісів протягом року (мал. 145). В основі циклічних змін у біогеоценозах лежать адаптації популяцій окремих видів. Вони можуть проявлятися як періодичні зміни їхньої густоти, вікової структури, так і активності особин, що входять до складу популяції.

Поступальні зміни в біогеоценозах відбуваються внаслідок інтенсивного впливу господарської діяльності людини, змін клімату в певних регіонах нашої планети тощо. Такі зміни можна спостерігати і під час відновлення порушених біогеоценозів (наприклад, відновлення лісів чи степової рослинності на місці пожеж). Поступальні зміни в біогеоценозах можуть спричинятись і процесами, які відбуваються в них самих, наприклад, внаслідок незавершеності колообігу речовин.

 

Мал. 145. Сезонні зміни в житті рослин

Унаслідок процесів життєдіяльності кожний організм змінює власне середовище існування, оскільки забирає з нього певні речовини і виділяє туди кінцеві продукти обміну речовин. Якщо ж такі зміни не будуть компенсуватись діяльністю інших видів, з протилежними екологічними потребами, середовище життя може настільки змінитися, що існування такого виду (й інших, які з ним пов’язані) стане неможливим. Так, вбирання організмами в процесі дихання з атмосфери кисню і виділення вуглекислого газу компенсують зелені рослини, які в процесі фотосинтезу виділяють кисень і поглинають вуглекислий газ. Масове ж вирубування лісів призводить до накопичення в атмосфері вуглекислого газу, що може вплинути на зміну клімату всієї планети.

До того ж, унаслідок незавершеності колообігу речовин у біогеоценозі може накопичуватись значна маса неспожитих редуцентами і консументами органічних решток. Така кормова база створює умови для вселення в біогеоценоз нових видів, що може призвести до змін в його видовій структурі.

Спрямовані послідовні зміни в угрупованнях організмів, які можуть спричинити заміну біогеоценозу одного типу іншим, називають сукцесіею. Сукцесія (від лат. сукцесіо - послідовність) - це процес саморозвитку біогеоценозів, який відбувається внаслідок взаємодії живих організмів між собою і з середовищем їхнього існування (мал. 146). Сукцесії за участю рослин бувають первинними і вторинними. Первинні сукцесії пов'язані з появою і розвитком рослинних угруповань у тих місцях, де рослинності раніше не було. Прикладом сукцесій цього типу може слугувати оселення лишайників на голих скелях чи сосни звичайної на піщаних дюнах. Вторинні сукцесії- це відновлення природної рослинності після певних порушень (наприклад, відновлення лісів після пожежі чи лучної рослинності на місці кинутого пшеничного поля).

Під час сукцесії види організмів не лише пристосовуються до умов довкілля, але й самі здатні їх змінювати. Наприклад, оселення на пісках сосни значно впливає і на умови існування інших організмів: вона затіняє поверхню ґрунту, забезпечує надходження до неї органіки, затримує ґрунтові води. Так сосна створює умови для оселення інших видів рослин, тварин, грибів.

 

Мал. 146. Сукцесійні зміни від озерної екосистеми до лісової:

1 - чисте озеро; 2 - озеро з підвищеним вмістом органіки;

3  - вкрите рослинністю болото; 4 - ліс на болотяному ґрунті

Мал. 147. Агроценоз злакового поля

Сукцесія характеризується певними закономірностями. Наприклад, під час сукцесії, хоча одні види і замінюються іншими, конкурентоспроможнішими, видове різноманіття біогеоценозу в цілому зростає. Одночасно трофічна сітка стає розгалуженішою, все більшу частку первинної продукції споживають гетеротрофні організми, тому темпи приросту біомаси поступово падають. Це зменшує можливості масового розмноження окремих видів, вселення нових видів і одночасно підвищує стійкість біогеоценозів, а також їхню здатність до саморегуляції.

Сукцесія відбувається лише в одному напрямі: вона не може зупинитись на певному етапі й повернутись до вихідного стану. Ми вже згадували, що відновлення біогеоценозу після порушень - складний процес, який триває десятки і сотні років, і має пройти низку закономірних проміжних етапів.

На початкових етапах сукцесії, як правило, переважають види, здатні опановувати нові місцеіснування. Вони відрізняються інтенсивним розмноженням, короткими періодами розвитку, значною витривалістю щодо змін дії екологічних факторів тощо. Своєю життєдіяльністю вони створюють умови для вселення в біогеоценоз нових, конкурентоспроможніших видів, які часто витісняють своїх попередників.

Сукцесія триває доти, доки біогеоценоз не досягне значного видового різноманіття. Це, у свою чергу, дає змогу стабілізувати колообіг речовин і потоки енергії. Сукцесія, як правило, завершується формуванням зрілих стійких біогеоценозів, які характеризуються значним видовим різноманіттям, розвиненими механізмами саморегуляції та здатністю до самовідтворення.

Що таке агроценози? Як і інші консументи, людина у своєму існуванні залежить від чистої первинної продукції, створеної зеленими рослинами. Для її постійного одержання вона створює штучні угруповання організмів - агроценози (поля, пасовища, сади, городи тощо) (мал. 147).

Агроценози (від грец. агрос - поле і койнос - спільний) - маловидові угруповання рослин, грибів, тварин і бактерій, створені людиною для одержання продукції. Від природних угруповань (біоценозів) агроценози докорінно відрізняються своїми властивостями та особливостями функціонування.

 

Мал. 148. Шкідники злакових культур

Незначне видове різноманіття і слабко розгалужені трофічні сітки зумовлюють низьку стійкість агроце- нозів. Разом з тим вони можуть мати високу продуктивність окремих видів. В агроценозах практично відсутня саморегуляція: без постійного втручання людини вони руйнуються.

Унаслідок вирощування на значних площах протягом кількох років одних і тих самих культурних рослин в агроценозах можливе масове розмноження певних видів бур’янів і шкідників (комах, гризунів, паразитичних грибів тощо) (мал. 148). Для забезпечення нормального функціонування агроценозів людина постійно повинна запобігати сукцесії, оскільки культурні рослини менш конкурентоспроможні порівняно із бур’янами і тому легко можуть бути ними витіснені. В цьому неважко пересвідчитись, якщо певний час не боротися на городах з бур’янами та шкідниками культурних рослин.

На відміну від біогеоценозів, в агроценозах не відбувається колообігу речовин. Це пояснюється тим, що більшу частину їхньої продукції вилучає людина. Тому агроценози потребують постійного додаткового надходження поживних речовин за рахунок внесення добрив і поливу.

Проте, незважаючи на просту структуру агроценозів, у них також формуються біоценотичні зв’язки. Тому, створюючи агроценоз, людина повинна враховувати зв’язки, які виникають між організмами в природних біоценозах, а також ті, що можуть виникати між культурними і дикими видами за умови їхнього спільного існування. Крім того, слід дбайливо ставитися до регулювання взаємозв’язків між організмами в агроценозі. Наприклад, нераціональне застосування отрутохімікатів для знищення бур’янів і комах-шкідників негативно впливатиме і на корисні організми. Уникнути цього можна, застосовуючи біологічні методи боротьби, тобто регулюючи чисельність шкідливих для людини видів за допомогою їхніх природних ворогів - хижих або паразитичних організмів.

Вивчаючи закономірності організації та функціонування природних угруповань організмів, людина може поліпшити структуру і функціонування агроценозів і одержати більшу кількість необхідної їй продукції.





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