Биогеоценоздар

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: «Биогеоценоздар»

Жоспары

Кіріспе . . . 3

Негізгі бөлім

1. Биогеценоз туралы жалпы түсінік . . . 4

2. Экожүйелер және олардың типтері . . . 4

3. Экожүйедегі энергия . . . 5

4. Экологиялық пирамида . . . 7

Қорытынды . . . 10

Пайдаланған әдебиет . . . 11

Кіріспе

Экологияда «биогеоценоз» ұғымымен бірге «экожүйе» ұғымы қолданылады. «Экожүйе» ұғымын ағылшын ботанигі А. Д. Тенсли ұсынды. А. Д. Тенсли экожүйе құрамына организмдер де, абиотикалық орта да кіретін жер бетіндегі тірі табиғаттың негізгі функциялық бірлігі деп есептеп, оның әр бөлігінің екіншісіне әсер ететініне назар аударды. Әдетте «экожүйе» және «биогеоценоз» ұғымдарын синоним ретінде қарастырады. Алайда бұл бір-біріне дәл сәйкес келмейді. Экожүйеде әртүрлі дәрежедегі зат алмасу процесі жүретін жүйе болса, биогеоценоз - белгілі бір өсімдіктер жамылғысы (фитоценоз) алып жатқан территориялық ұғым. Экожүйе - мөлшері әртүрлі табиғи (мұхит, тундра, орман, құмырсқа илеуі және т. б. ) және жасанды (аквариум, ферма территориясы, қала) кешендерге қатысты қолданылатын кең ұғым. Экожүйе, экологияның ең негізгі обьектісі - тірі организмдер жиынтығының қоректену, өсу және ұрпақ беру мақсатында белгілі бір тіршілік ету кеңістігін бірлесе пайдалануының тарихи қалыптасқан жүйесі.

Биогеценоз туралы жалпы түсінік

Биогеоценоз - тіршілік ететін жер бетімен қоса (биотип) тірі организмдер (биоценоз) мен абиотикалық ортаның тарихи қалыптасқан жиынтығы. «Биогеоценоз» ұғымын 1944 жылы академик В. Н. Сукачев ұсынды.

Табиғатта әртүрлі түрлердің популяциялары биоценозга бірігеді. Бірақ, ешқандай биоценоз ортадан бөлек өздігінен дами алмайды. Нәтижесінде табиғатта тірі және өлі компоненттер жиынтыгы құрылады. Орта жағдайлары ұқсас кеңістікте тіршілік ететін организмдер қауымдастықтарын биотоп (биоценоз) деп атайды. Биотоп - биоценоздың тіршілік ету ортасы.

Сондықтан биоценозды белгілі бір биотопқа тән тарихи қалыптасқан организмдер тобы ретінде қарастыруға болады. Кез-келген биоценоз биотоппен бірге жоғары дәрежедегі биологиялық жүйе - биогеоценозды құрайды.

Биогеоценоздар әртүрлі мөлшерде, көлемде болуы мүмкін. Мысалы, орман, көл, шалғындық және т. б. Мөлшері мен күрделілігіне қарамастан кез-келген биогеоценоз мынадай құрамдардан тұрады:

- продуценттер - өндірушілер (жасыл өсімдіктер), күн энергиясын пайдалана отырып денесін бейорганикалық заттардан түзетін автотрофты организмдер. Бұлар қоректік тізбектің бірінші буыны;

- консументтер - тұтынушылар, продуценттер арқылы дайын органикалық заттармен бірге ондағы энергияны пайдаланатын гетеретрофты организмдер (бірінші дәрежелі - өсімдік қоректі жануарлар, екінші дәрежелі - ет қоректілер және үшінші дәрежелі - жыртқыштар) ;

- редуценттер - ыдыратушылар, органикалық қалдықтарды ыдырататын, биологиялық зат айналымын аяқтайтын (шартты түрде) организмдер (бактериялар, саңырауқұлақтар, микроорганизмдер) ;

- өлі табиғат компоненттері.

Бұлардың арасында әртүрлі дәрежедегі байланыстар пайда болады. Адамның қатысуымен табиғи биогеоценоздар өзгеріп, олардың орнына көбейіп келе жатқан агробиоценоздар келеді. Мысал ретінде ауыл шаруашылық егістіктерін, бау-бақшаларды, жайылымдарды, тоған суларды, су қоймаларын, каналдар мен құрғатылған батпақтарды келтіруге болады.

Қазіргі кезде Жер бетінің 10%-ын агроценоздар алып жатыр. Егер табиғи биогеоценоздар өздігінен реттелетін болса, агроценоздарды адам реттеп отырады.

Экотоп пен биоценоз арасында мынадай тығыз байланыстар орын алған:

1) экотоп шарттары сан алуан болған сайын биоценоздағы түрлер де соншалықты көп болады;

2) экотоп жағдайларының қалыптан ауытқуы жоғарылаған сайын биоценоз соғұрлым түрге кедей болып келеді және керісінше оның кейбір түрлерін құрайтын особьтардың саны көп болады;

3) экотоптағы ортаның жағдайы неғұрлым бірқалыпты өзгеретін болса және ол ұзағырақ өзгеріссіз қалыпта тұрса, биоценоз соғұрлым түрлерге бай болады және қалыпты әрі тұрақты сақталады;

4) бір-біріне жақын туыс екі түрдің өзі бір экотопта бірдей экологиялық қуыста бола алмайтындықтан, түрге бай туыстар, әдетте биоценозда өзінің жалғыз өкілі арқылы қатысады.

Экожүйелер және олардың типтері

Экожүйе - тірі ағзалар жиынтығының қоректену, өсу және ұрпақ беру мақсатында белгілі бір тіршілік ету кеңістігін бірлесе пайдалануының тарихи қалыптасқан жүйесі. Экожүйе құрамына организмдер де, табиғи орта да кіретін тірі табиғаттың негізгі функционалдық бірлігі болып табылады. Экожүйенің құрылымын энергияны трансформациялаудың үш деңгейі (консументтер, продуценттер, редуценттер) мен қатты және газ тәрізді заттар айналымы құрайды.

Экожүйенің қасиеттері оның құрамына кіретін өсімдіктер мен жануарлардың әрекеттеріне байланысты. Әр түрлі экожүйелерде өсімдіктің күн энергиясын, минералды заттар мен судың қорын пайдалануы әр түрлі мөлшерде жүреді. Биомасса мен энергияның ауысып, өзгеріп отыратын кездерінде тіршілік қорлары барынша толық пайдаланылатын экожүйелерді қаныққан деп, ал осы қорды толық пайдаланбайтын экожүйелерді қанықпаған деп атайды.

Экологияның ең негізгі объектісі экологиялық жүйе, немесе экожүйе . Функциялық тұрақтылығы аз уақытқа созылса-да қарым -қатынаста болатын құраыштары бар кез келген бірлікті экожүйе деп атауға болады. Экожүйе деген терминді 1935 жылы бірінші рет ұсынған ағылшын экологі А. Тенсили. А Тенсили экожүйенің құрамына организмдерде абиотикалық орта да керетін жер бетіндегі тірі табиғатынтың негізгі функциясының бірлігі деп есептеуі және оның әр бөлігінің екіншіне әсер ететіндігіне назар аударады. Былайша айтқанда экожүйе - зат айналымы мен энергия тасмалдануы жүретін табиғи бірлік. Экожүйеде зат айналымының жүруіне органикалық молекулалардың сінімділік түрде белгілі қоры және орагнизмнің үш функцияоналды әр түрлі экологиялық топтары: продуценттер, консументтер, редуценттер болуы керек.

Экожүйедегі энергия

Энергияның бір жақты келуі- табиғаттың маңызды құбылысы. Бұл процесті физика заңдарымен түсіндіруге болады. Бұл заң бойынша энергия бір түрден басқа түріне (қоректің химиялық энергиясы) ауыса алады, бірақ энергия ешуақытта қайтадан жасалмайды.

Термодинамиканың 2-ші заңы бойынша энергия бір түрден екінші түрге айналғанда, яғни жұмыс кезінде энергия жылулық түріне өтіп, қоршаған ортаға таралады. Клеткалар мен органдардың күрделі жұмысы организмнен энергияның шығындалуы арқылы орындалады. Зат айналымның әрбір циклі тірі организмдердің белсенділігіне байланысты, жаңа энергияның қатадан түсуін барлық уақытта талап етеді.

Күн сәулесінің энергиясы.

Күн жердегі барлық энергияның бірден бір табиғи көзі, бірақ күн сәулесінің жер бетіне түскен энергияның барлығын организмдер толық пайдалана алмайды. Жасыл өсімдіктерге түсетін күн сәулесі ағынының жартысына жуығы фотосинтез кезінде сіңіріледі және сіңірген энергияның аз бөлігі (1/100-1/10 дейінгі) биохимиялық энергия түрінде жинақталады. Күн энергиясының көп бөлігі булануға жұмсалып, жылу түрінде жоғалады. Сонымен, планетадағы тіршілік тұрақты зат айналым мен күн энергиясының ағынына байланысты.

Биоценоздағы организмдердің іс әрекеттерінің бұзылуы экожүйедегі зат айналымның күрделі өзгерістеріне әкеледі. Бұл топырақ құнарлығының кемуі, төмендеуі, өсімдік өнімінің төмендеуі, жануарлардың өсуі мен өнімнің төмендеуі және табиғи ортаның біртіндеп бұзылуы сияқты экологиялық апаттардың негізгі себептері.

Биогенді айналымның негізгі көзі Жер бетінде жасыл өсімдіктердің пайда болып, фотосинтез құбылысы басталғаннан бастау алады. Мәселен, атмосферадағы барлық оттегі тірі организмдер арқылы (тыныс алу т. б. ) 2000, көмір қышқыл газы 300, ал су 2 000 000 жылда бір рет өтіп отыратыны дәлелденген.

Әлемдік биологиялық айналым үшін энергия ауадай қажет. Оның негізгі көзі - автотрофты (жасыл өсімдіктер) организмдер сіңіретін күн радиациясы. Күн энергиясы биоценозда үнемі сіңіріліп отырады. Күн энергиясының зат айналымының ерекшелігі сол, ол үнемі жұмсалып отырады. Ал, зат айналымы тек бір деңгейден екінші деңгейге ауысып отыратыны белгілі. Мәселен, күн энергиясының 30% атмосферада сейілсе, 20% атмосфера қабатында сіңіріледі де, ал 50% құрылық және мұхиттар бетіне жылу ретінде сіңіріледі. Тек қана күн энергиясының 0, 1%-0, 2% ғана биосфера шегіндегі жасыл өсімдіктер үлесіне тиіп, әлемдік зат айналымын қамтамасыз етіп отырады. Оның жартысы фотосинтез процесі кезінде өсімдіктердін тыныс алуына жұмсалып, ал қалған бөлігі қоректік тізбектің желісіне түседі.

Биологиялық өнімділік дегеніміз биогеоценоз құрамына енетін микроорганизмдер, өсімдіктер және жануарлар дүниесінің өндіретін биомассасы. Бұл процесс табиғатта әр түрлі жылдамдықпен жүреді. Сондықтан оны уақытпен шектей отырып, маусымдык, жылдық немесе бірнеше жылдық өніммен өлшейді. Ол құрлықтағы организмдер үшін 1 м ² , 10 м ² , 100 м ² , ал судағы организмдер үшін 1 м ³ , 10 м ³ , т. б., өлшеніп ондағы құрғақ органикалық заттың салмағымен анықталады.

Биологиялық өнімділікті биомассамен шатастырмау керек. Биоценоздың биомассасының биологиялық өнімділігі туралы анық мәлімет бере алмаймыз. Өйткені, биоценоздардың биомасса өндіру жылдамдығы біркелкі емес. Осыған байланысты биоценоз тек биомассамен бағаланбай, сол сияқты оның өнімділігімен де сипатталады. Мәселен, ұсақ кеміргіштердің ірі аңдармен салыстырғанда көбею қарқындылығы жылдам болғандықтан бірдей биомасса жағдайында жоғары өнімділік көрсетеді.

Әрбір популяцияның белгілі бір уақыттағы өнімділігі олардың барлық особьтарының өсу санының жиынтығын көрсетеді. Популяциялардың биологиялык өнімділігі төмендегідей формуламен есептеледі:

Р=(В ₂ - В ₁ ) +Е

мұндағы, Р - өнімділік; В ₁ және В ₂ - алғашқы және соңғы биомасса; Е - кірістер мен шығындар. Осы көрсеткішті таза өнім деп есептейді. Ал, жалпы өнім - таза өнім мен энергиялық айналымға жұмсалатын шығындармен есептеледі.

Автотрофты организмдер - алғашқы өнімді түзсе, ал гетеротрофтылар екінші өнімділікті құрайды. Микроорганизмдер органикалық заттарды ыдыратып қайтадан бұрынғы қалпына келтіреді.

Алғашқы және екінші өнімділікпен қатар соңғы өнімділік те үлкен роль атқарады. Биоценоздағы соңғы өнімділік көбінесе оның шегінен тысқары болып есептеледі, мысалы, адам баласының егістерден алған өнімдерін атауға болады.

Экологиялық пирамида

Қоректік тізбектегі қарым-қатынастың нәтижесінде энергияның тасымалдануы арқылы әрбір бірлестіктің белгілі қоректік құрылымы болады. Қоректік құрылымды аудан бірлестігінде жиналған энергия мөлшерін анықтап, экологиялық пирамида түрінде көрсетуге болады.

Пирамида негізін 1-ші деңгей (продуценттер деңгейі) құрайды, ал келесі деңгейлері пирамиданың қатар және төбесін түзеді. Бұл құбылысты 1927 жылы Ч. Элтон зерттеді. Экологиялық пирамиданың негізгі үш түрі болады.

Сандар пирамидасы (м ² /даралар саны) - әртүрлі қоректік деңгейдегі организмдердің санын көрсетеді. Орманның жайылымдық қоректік тізбегінің басы продуценттер- ағаш болса, ал 1 реттік консументтер - бунақденелілер болғанда, 1 реттік консументтер деңгейінің санынан продуценттер деңгейі особьтар санынан көбірек. Бұл жағдайда сандар пирамидасы- төңкерілген күйде болады.

Биомасса пирамидасы-(г/м ² ) әрбір қоректік деңгейдегі тірі заттардың жалпы құрғақ салмағын сипаттайды.

Экожүйеде өте ұсақ продуценттер мен ірі консументтердің жалпы салмағынан кез келген уақытта продуценттердің жалпы салмағы жоғары, яғни биомасса пирамидасы да төнкерілген болуы мүмкін.

Энергия пирамидасы- (Дж/м ² жыл) - қоректік деңгейдегі энергия ағынының немесе "өнімділігінің" шамасын көрсетеді. Жүйеге қорекпен келетін энергияның барлық көзі ескерілген жағдайда, энергия пирамидасы жоғары қарай үшкірленеді.

Экологиялық пирамидаларының үш түрінің ішінен энергия пирамидасы ғана бірлестіктің қызметтік ұйымдасуы туралы толық мәлімет береді. Қандай да бір қоректік деңгейді бір жағдайларда қолдауы мүмкін организмдер саны мен массасы керек уақытта ілгері тұрған деңгейдегі жинақталған энергияның санына емес, оның қоректі өндіру жылдамдығына байланысты. Жүйенің есебін бейнелейтін сандар мен биомасса пирамидалары емес, энергия пирамидасы қоректік тізбек арқылы қорек массасының өту жылдамдығын көрсетеді.

Энергия пирамидаларынсыз биомасса және сан пирамидаларын құрастыру популяцияның қызметтік ролін, күшті ажыратылатын метаболизм қарқынын, яғни особьтардың мөлшерін сенімсіз бағалауға әкелуі мүмкін. Саны жағынан көрсеткіштер - ұсақ организмдердің белгілерін қайта санауға, ал биомасса жағынан көрсеткіштер - ірі организмдердің ролін қайта бағалауға әкеледі. Жүйенің мөлшері мен күрделілігін өзін-өзі қолдайтын энергия шығыны тежейді. Егер өзін-өзі қолдауға кеткен энергия оның түсуімен тең болса, жүйе өсуі тоқталады. Осындай тепе-теңдік жағдайда қолдауы мүмкін биомасса саны орта қолдаушы максимальды сыйымдылығы деп аталады.

Қоршаған ортаның өзгерістеріне қабілетті қарсы тұратын оптимальды қолдаушы сыйымдылық максимальды сыйымдылықтан теориялық жағынан екі есе төмен деп еспетелінеді. Сонымен, мысалы, мамандардың есептеулері бойынша, жердің оптимальды қолдаушы сыйымдылығында 8, 5-13, 5 млрд адам бар. Қазіргі кезде біздің планетамыздың халықтарының орналасу саны шамамен 6, 0 млрд адамды құрайды, ал 2010 жылы БҰҰ-ның есебі бойынша ол шамамен 6, 3-6, 5 млрд адамды құрауы мүмкін.

Экожүйелердің әрбір трофикалық деңгейдегі таза алғашқы және соңғы өнімдерді құрудың және шығындаудың жылдамдығы әртүрлі. Алайда, барлық экожүйелерге өнімдер пирамидаларының ережесі деп аталатын алғашқы өнім мен соңғы өнімдердің белгілі бір сандық ара қатынастары тән.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.