Видовая, или таксономическая, структура

Видовая структура характеризует разнообразие видов и соотношение их численности или массы.

Видовое разнообразие биоценоза характеризуется двумя показателями:

1) видовое богатство;

2) видовая насыщенность.

Видовое богатство - это общее число видов, обитающих в данном биотопе. Видовое богатство возрастает с севера на юг, а также с увеличением площади биотопа и эволюционного времени. Чем выше видовое богатство, тем более устойчивым является биоценоз, и наоборот.

Видовая насыщенность - это количество видов на единице площади или в единице объема биотопа.

Соотношение численности видов характеризуется показателем выравненность. Например, если два биоценоза (А и В) имеют одинаковое видовое богатство (10 видов) и одинаковую численность особей (100 особей), то они могут отличаться по характеру распределения этих особей между видами, т.е. выравненностью:

биоценоз А: 91:1:1:1:1:1:1:1:1:1 -минимальная выравненность и максимальное доминирование;

биоценоз В: 10:10:10:10:10:10:10:10:10:10 - максимальная выравненность и минимальное доминирование.

Выравненность возрастает с севера на юг, а доминирование возрастает с юга на север.

В природе границы между биоценозами редко бывают резкими, чаще всего наблюдается постепенный переход, в результате чего образуется пограничная зона, которая имеет особенные условия существования. По протяженности она всегда меньше, чем территория биотопов. Эта зона называется экотон. Она более богата по численности видов, чем каждое из смежных сообществ, потому что здесь встречаются как виды из соседних сообществ, так и виды, характерные только для экотона. Тенденция к увеличению видового разнообразия и плотности организмов на границе сообществ называется краевым, или пограничным, эффектом.

Пространственная структура

Пространственная структура характеризует распределение особей биоценоза в пределах биотопа.

Любой биоценоз занимает конкретное пространство, которое разделяется между видами в зависимости от их биологических особенностей. В связи с этим различают вертикальную и горизонтальную зональность, а также консорции.

Вертикальная зональность биоценоза обусловлена наличием в нем растений разной высоты. Благодаря этому в биоценозе наблюдается вертикальное расслоение на структурные части, занимающие разное положение по отношению к уровню почвы. Это явление называется ярусностью, а структурные части биоценоза - ярусами. Растительные ярусы заселяются животными и микроорганизмами. Ярусность способствует значительному ослаблению конкуренции между видами, благодаря этому увеличивается численность особей на единице площади и более полно и разнообразно используются условия среды.

В биоценозе различают надземную и подземную ярусность. В биоценозе смешанного леса выделяют 5-7 надземных ярусов. Подземная ярусность обусловлена разной глубиной расположения активной части корневой системы и включает, как правило, на один ярус меньше, чем надземная ярусность, так как мхи, грибы и лишайники, формирующие самый нижний ярус, корневой системы не имеют.

50Видовое разнообразие растений и животных

Повышение разнородности на низшем трофическом уровне выражается в том, что источники пищи для более высокого трофического уровня становятся более разнообразны, и так как доля каждого сравнительно невелика, выпадение одного вида не сказывается заметно на верхнем трофическом уровне.

Напротив, при малом видовом разнообразии нижнего трофического уровня выпадение одного доминирующего вида может сказаться катастрофически на всей системе.

Это положение нашло и экспериментальное подтверждение. Ho в то же время было показано, что увеличение видового разнообразия данного трофического уровня не повышает его стабильности.

Растительные сообщества являются системами, состоящими из видов одного трофического уровня — уровня автотрофных высших растений.

Увеличение разнообразия на этом уровне и не может привести к увеличению его стабильности. Да и какое разумное объяснение можно было бы ему дать?

Нужyо ведь учитывать еще и то обстоятельство, что с увеличением Н-функиии стабильность будет возрастать только в том случае, когда все виды одинаково устойчивы. А мы знаем, что это не так.

Н -функцию рассматривают также как показатель организованности сообществ. Более высокое видовое разнообразие приводит к появлению более длинных пищевых цепей, к увеличению случаев паразитизма, симбиоза, в увеличении среднего расстояния между местами получения энергии и ее потери.

Все это приложимо но отношению к системам, состоящим из видов разных трофических уровней, и обладающих значительной пищевой специализацией в пределах трофических уровней. А растительные сообщества не являются такими системами.

Некоторые геоботаники некритически восприняли эти положения из общей экологии, приписывая Н -функции те качества, которыми она не обладает по отношению к растительным сообществам. Видимо, сказалось тут и современная терминология, достаточно привлекательная сама по себе.

Из этого не следует, что видовое разнообразие не представляет никакого интереса для геоботаников. Оно служит хорошей мерой полидоминантности сообщества, что дает вполне достаточное основание для детального его изучения.

В отношении связи видового разнообразия сообществ с благоприятностью условий местообитания, продуктивностью, стабильностью и т. п. у геоботаников нет единогласия.

Система

51. Компоненты географической оболочки и их взаимодействие.

Атмосфера, литосфера, гидросфера и биосфера – четыре оболочки земного шара находятся в сложном взаимодействии, взаимопроникают друг в друга. Все вместе они составляют географическую оболочку.

В географической оболочке развивается жизнь, проявляется деятельность воды, льда, ветра, образуются почвы, осадочные горные породы.

Географическая оболочка – это область сложного взаимопроникновения, взаимодействия космических и земных сил. Она продолжает развиваться и усложняться в результате взаимодействия живой и неживой природы.

Верхняя граница географической оболочки соответствует тропопаузе – переходному слою между тропосферой и стратосферой. Над экватором этот слой располагается на высоте 16–18 км, а на полюсах – 8-10 км. На этих высотах затухают и прекращаются процессы, порождаемые взаимодействием геосфер. В стратосфере практически отсутствует водяной пар, нет вертикального перемещения воздуха, изменение температур не связано с влиянием земной поверхности. Невозможна здесь и жизнь.

Нижняя граница на суше проходит на глубине 3–5 км, т. е. там, где изменяются состав и свойства горных пород, отсутствуют вода в жидком состоянии и живые организмы.

Географическая оболочка Земли представляет собой целостную материальную систему, качественно отличную от других геосфер Земли. Ее целостность определяется непрерывным взаимодействием твердых, жидких и газообразных, а с возникновением жизни – и живых веществ. Все составные части географической оболочки взаимодействуют, используя солнечную энергию, поступающую на Землю, и энергию внутренних сил Земли.

Взаимодействие между геосферами Земли в пределах географической оболочки происходит в результате круговорота веществ (воды, углерода, кислорода, азота, углекислого газа и др.).

Все компоненты географической оболочки находятся в сложных взаимосвязях. Изменение одного компонента непременно вызывает изменение и других.

Ритмичность явлений в географической оболочке. Суточный ритм (смена дня и ночи) обусловлен вращением Земли вокруг своей оси; годовой ритм (смена времен года) – обращением Земли вокруг Солнца. Годовая ритмика в географической оболочке зависит от широты мест: в экваториальных широтах она выражена слабее, чем в умеренных или полярных.

Суточные ритмы протекают на фоне годовых, годовые – на фоне многолетних. Существуют также вековые, многолетние ритмы, например изменения климата (похолодание – потепление, иссушение – увлажнение).

Зональность и секторность географической оболочки. Самые крупные зональные подразделения географической оболочки – географические пояса, их выделяют по радиационному балансу (приходу-расходу солнечной радиации) и характеру общей циркуляции атмосферы. На Земле существуют следующие географические пояса: экваториальный, субэкваториальные (северный и южный), тропические (северный и южный), субтропические (северный и южный), умеренные (северный и южный), субполярные (субарктический и субантарктический), полярные (арктический и антарктический).

Географические пояса не имеют правильной кольцевой формы, они расширяются, сужаются, изгибаются под воздействием материков и океанов, морских течений, горных систем.

Вертикальная поясность. По вертикали природные компоненты изменяются иными темпами, чем по горизонтали. При подъеме вверх в горах изменяются количество атмосферных осадков и световой режим. Эти же явления по-иному выражены на равнине. Разная экспозиция склонов – причина неодинакового распределения температуры, увлажнения, почвенно-растительного покрова. Причины широтной зональности и вертикальной поясности различны: зональность зависит от угла падения солнечных лучей и соотношения тепла и влаги; вертикальная поясность – от понижения температуры с высотой и степени увлажнения.

Почти каждая горная страна на Земле имеет свои особенности вертикальной поясности. Во многих горных странах пояс горной тундры выпадает и замещается поясом горных лугов.

Географическая оболочка имеет вертикальную структуру, состоящую из отдельных сфер. Нижний ярус сложен плотным веществом литосферы, а верхние представлены более легким веществом гидросферы и атмосферы. Такая структура является результатом дифференциации вещества с выделением плотного вещества в центре Земли, а более легкого – по периферии. Вертикальная дифференциация географической оболочки послужила основанием Ф.Н.Милькову для выделения внутри нее ландшафтной сферы – тонкого слоя (до 300 м), где происходит соприкосновение и активное взаимодействие земной коры, атмосферы и гидросферы.

52. Природный комплекс - территория, однородная по происхождению, истории геологического развития и современному составу специфических природных компонентов. Он имеет единый геологический фундамент, однотипный характер и количество поверхностных и подземных вод, однородный почвенно-растительный покров и единый биоценоз (сочетание микроорганизмов и характерных животных). В природном комплексе однотипны также взаимодействие и обмен веществ между составляющими его компонентами. Взаимодействие компонентов и приводит в конечном итоге к образованию конкретных природных комплексов.

53. В связи с воздействием человека на природу в географию вошли понятия «антропогенный ландшафт» и «культурный ландшафт».

Природный комплекс в настоящее время рассматривается как сложная система, состоящая из двух подсистем – природной и антропогенной. Природная подсистема образуется при взаимодействии природных компонентов – воды, воздуха, горных пород, растений, животных, почв. Антропогенная подсистема включает две части: хозяйственную и управленческую. Комплексы ноосферного этапа должны обладать единством, они образуются взаимодействием всех компонентов, включая живое и разумное вещество.

Созданные людьми ландшафты называются антропогенными, техногенными или искусственными. По мнению ряда авторов (Л.П. Шубаев), термины «антропогенный и техногенный» не совсем удачны, поскольку ландшафты не созданы людьми, а только ими преобразованы. Основные зональные компоненты – горные породы, почвы, воздух, воду – человек пока изменяет мало. Сочетание естественных и искусственных ландшафтов Л.П. Шубаев предлагает назвать современными ландшафтами.

По другой концепции, антропогенными ландшафтами являются как вновь созданные, так и измененные человеком природные комплексы. По мнению Ф.Н. Милькова (1990), антропогенный ландшафт – комплекс, в котором на всей площади или большей ее части коренному изменению подверглись все или один из компонентов природного ландшафта.

Особо охраняемые природные территории (ООПТ) определены законодательством Республики Беларусь как участки земли с уникальными, эталонными или иными природными комплексами и объектами, имеющими особое экологическое, научное, историко-культурное, эстетическое и иное значение, полностью или частично изъятые из хозяйственного оборота, в отношении которых установлен особый режим охраны и использования.