Биогеоценоз

Биогеоценоз как часть биосферы

На уровне биосферы как целостной биосистемы осуществляется всеобщая функциональная связь живого вещества с неживой природой. В этом процессе значимыми структурными компонентами являются биогеоценозы. Они осуществляют эту связь и реализуют биогеохимические циклы общего биологического круговорота веществ в биосфере.

Биогеоценоз (от греч. bios - «жизнь», ge - «земля» и koinos - «общий», «совместный») - это открытая живая система (биосистема), эволюционно сложившаяся из разных видов бактерий, растений, грибов и животных, совместно заселяющих определенные места обитания. Для биогеоценоза характерны устойчивость, целостность и единство, которые поддерживаются с помощью биологического круговорота веществ.

Круговорот веществ — главный признак биогеоценоза.

Биогеоценозы как сложные многовидовые системы входят в состав биосферы как ее части, являясь ее основными структурными компонентами. Но на своем биогеоценотическом уровне они выступают как самостоятельные, целостные единицы жизни.

Строение и свойства биогеоценозов исследует особая область науки биологии — биогеоценология.

Биосистемам определенного уровня присущи свои уникальные законы. Биосистемы всех уровней имеют в своей структуре один и тот же материальный субстрат — живое вещество и неживую материю. Однако специфичность связей и отношений, существующих между отдельными компонентами этого субстрата, создает своеобразие свойств и явлений у биосистем того или иного уровня. В биосфере связи и отношения строятся между биогеоценозами и средой. В биогеоценозе связи и отношения строятся между различными видами (точнее, между популяциями данных видов) и окружающей их средой. В этом проявляется качественное различие между такими биосистемами, как биосфера и биогеоценоз. При этом биогеоценозы в биосфере проявляют себя как части целого.

Понятие о биогеоценозе

В биогеоценозах протекает жизнь живых организмов.

На любом участке земной поверхности имеются разнообразные организмы, которые, живя вместе, образуют единый комплекс — природное сообщество. Все члены этого сообщества обладают приспособленностью к совместной жизни. Эта приспособленность выражается в одинаковых требованиях к условиям среды обитания и в сходстве разнообразных межвидовых связей и взаимоотношений, возникающих при совместном обитании популяций разных видов на данном пространстве. Напомним, что биогеоценоз представляет собой совокупность растений, животных, бактерий, грибов и условий окружающей их среды на какой-то конкретной территории. Состав видов в биогеоценозе не является случайным, а определяется возможностью условий среды непрерывно поддерживать поток веществ, обеспечивающий устойчивое существование этой биосистемы.

Биогеоценозы могут сформироваться на любом участке земной поверхности, сухопутном и водном. Они могут быть степными, болотными, луговыми и т. п. Земная поверхность, занятая культурными растениями, посевами или плантациями, садами, парками, представляет собой культурные биогеоценозы.

Биогеоценозы — это природные образования, из которых состоит живой покров биосферы.

Биогеоценозу присущи целостность и саморегуляция процессов, обусловленные воздействием разнообразных связей. Важнейшие взаимоотношения населения биогеоценоза — средообразующие, пищевые, территориальные (пространственные). При этом все формы устойчивых взаимоотношений в биогеоценозе устанавливаются не на уровне видов или отдельных особей, а на уровне популяций разных видов, входящих в состав этого сообщества. Стабильный характер таких отношений представляет собой результат совместных приспособлений, выработанных в процессе длительного сосуществования видов в составе биогеоценоза.

Учение о биогеоценозе

Учение о биогеоценозе создал российский ученый-ботаник В.Н. Сукачев. Начав разрабатывать это учение еще в 20-х годах XX века, он сформулировал основные положения о биогеоценозе. В.Н. Сукачев доказал, что биогеоценоз является важной функциональной единицей живой природы, биосистемой, в которой осуществляется тесное взаимодействие двух ее значимых частей — комплекса живых организмов (биоценоза) и комплекса условий внешней среды — биотопа (от греч. bios - «жизнь» и topos - «место»), во многом созданного самим живым населением.

Это взаимодействие биоценоза и биотопа осуществляется в форме круговорота веществ. Совокупность зеленых растений биогеоценоза (фитоценоз), поглощая солнечную энергию и осуществляя фотосинтез, образует органические вещества, которые служат пищей комплексу различных животных (зооценоз), а совокупность микроорганизмов (микробоценоз) разрушает органику, возвращая неорганические соединения в окружающую среду.

Таким путем, базируясь на пищевых взаимоотношениях видов, в биогеоценозе идет постоянное движение веществ и энергии от окружающей неорганической среды к живым организмам и от них — снова в абиотическую среду. Возникающие при этом круговорот веществ и поток энергии, специфичные для каждого биогеоценоза, вливаются в общий глобальный круговорот веществ и поток энергии биосферы.

Структура биогеоценоза
Структура биогеоценоза (по В.Н. Сукачеву)

Учение об экосистеме

В нашей стране и за рубежом исследования совокупности растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые взаимодействуют между собой и с окружающей средой, шли в какой-то мере параллельно. Только в трудах отечественных ученых эта совокупность называлась биогеоценозом, а в работах зарубежных биологов — экосистемой (от греч. oikos - «жилище», «местопребывание» и systema - «сочетание», «объединение»). Термин «экосистема» ввел в 1935 году английский ботаник А. Тенсли. По его определению, экосистема — это комплекс организмов и физических факторов окружающей среды, функционирующих за счет обмена веществ и потока энергии. Тенсли считал, что экосистемы представляют собой «основные природные единицы на земной поверхности».

Сопоставляя определения, можно видеть, что термин «экосистема» в понимании зарубежных ученых есть то же самое, что «биогеоценоз» для многих биологов и экологов нашей страны. Однако в трактовке этих терминов все же имеются некоторые различия. Считается, что содержание понятия «биогеоценоз» отражает преимущественно конкретные структурные характеристики изучаемой биосистемы, тогда как понятие «экосистема» выражает ее функциональную сущность. Так, термином «биогеоценоз» обозначается природный комплекс живых организмов и условий среды конкретного участка земной поверхности, границы которого можно нанести на карту. Биогеоценоз конкретен, ему присваивают имя по преобладающим в сообществе видам, например: «ельник кисличный», или «ельник черничный», «березняк бруснично-марьянниковый», «разнотравно-злаковая степь» и пр.

Термином «экосистема» называют любую по величине совокупность живых организмов и условий среды, в которых может осуществляться круговорот веществ между живой и неживой частями, независимо от того, на каком конкретном участке поверхности Земли это происходит. Экосистемы различаются по величине: макроэкосистема — это, например, таежный лес, мезоэкосистема — ельник, пихтовый лес, березняк, а микроэкосистема — трухлявый пень в лесу, аквариум с живым населением. Самой крупной экосистемой считается биосфера.

В настоящее время биогеоценоз как биосистема многовидового уровня считается основной структурной единицей живого покрова в биосфере, а экосистема — основной функциональной единицей живой природы.

Основные структурные компоненты экосистемы
Основные структурные компоненты экосистемы (по А. Тенсли)

Поскольку термины «биогеоценоз» и «экосистема», хотя и несколько с разных сторон, характеризуют всегда одно и то же явление живой материи — природное сообщество, то очень часто их используют как синонимы.

Обычно биогеоценозами именуют наземные природные сообщества, а водные называют водными экосистемами.