Ярусы лесного биоценоза

Ярусы лесного биоценоза

08.06.2016

Погодные условия: t=19 0 C, скорость ветра 4 м/с, направление Ю-З, влажность 52%.

Теоретическая часть

Виды могут по-разному распределяться в пространстве в соответствии с их потребностями и условиями местообитания. Такое распределение видов, составляющих биоценоз, в пространстве называется пространственной структурой биоценоза. Различают его вертикальную и горизонтальную структуры.

Вертикальная структура биоценоза образована отдельными его элементами, особыми слоями, которые называются ярусами. Ярус — совместно произрастающие группы видов растений, различающиеся по высоте и положению в биоценозе ассимилирующих органов (листья, стебли, подземные органы — клубни, корневища, луковицы и т.п.). Как правило, разные ярусы образованы разными жизненными формами (деревьями, кустарниками, кустарничками, травами, мхами). Наиболее четко ярусность выражена в лесных биоценозах (рис. 1).

Первый, древесный, ярус обычно состоит из высоких деревьев с высоко расположенной листвой, которая хорошо освещается солнцем. Неиспользованный свет может поглощаться деревьями, образующими второй, подпологовый, ярус.

Ярус подлеска составляют кустарники и кустарниковые формы древесных пород, например орешник, рябина, крушина, ива, яблоня лесная и т.п. На открытых местах в нормальных экологических условиях многие кустарниковые формы таких пород, как рябина, яблоня, груша, имели бы вид деревьев первой величины. Однако под пологом леса, в условиях затенения и нехватки элементов питания, они обречены на существование в виде низкорослых, зачастую не лающих семян и плодов деревцев. По мере развития лесного биоценоза такие породы никогда не выйдут в первый ярус. Этим они отличаются от следующего яруса лесного биоценоза.

Рис. 1. Ярусы лесного биоценоза

К ярусуподроста относятся молодые невысокие (от 1 до 5 м) деревца, которые в перспективе смогут выйти в первый ярус. Это так называемые лесообразующие породы — ель, сосна, дуб, граб, береза, осина, ясень, ольха черная и др. Данные породы могут достичь первого яруса и образовать биоценозы со своим господством (лесные массивы).

Под пологом древесных и кустарниковых пород располагается травяно-кустарничковый ярус. Сюда относятся лесные травы и кустарнички: ландыш, кислица, земляника, брусника, черника, папоротники.

Напочвенный слой мхов и лишайников формирует мохово-лишайниковый ярус.

Итак, в лесном биоценозе выделяются древостой, подлесок, подрост, травяной покров и мохово-лишайниковый ярус.

В состав ярусов не включают лианы, эпифиты (растения, проживающие на других растениях, но не являющиеся паразитами, например мхи и лишайники на стволах деревьев), а также растения-паразиты, которые выделяются в группувнеярусной растительности, поскольку отнести их к какому-либо конкретному ярусу затруднительно. В лесах умеренного пояса можно выделить 2-3 (реже больше) яруса. В тропических лесах ярусы выделить довольно сложно, хотя разные виды деревьев характеризуются разной высотой.

Подобно распределению растительности по ярусам, в биоценозах разные виды животных также занимают определенные уровни. В почве живут почвенные черви, микроорганизмы, землеройные животные. В листовом опаде, на поверхности почвы обитают различные многоножки, жужелицы, клещи и другие мелкие животные. В верхнем пологе леса гнездятся птицы, причем одни могут питаться и гнездиться ниже верхнего яруса, другие — в кустарниках, а третьи — возле самой земли. Крупные млекопитающие обитают в нижних ярусах.

Ярусность присуща биоценозам океанов и морей. Разные виды планктона держатся различной глубины в зависимости от освещения. Разные виды рыб обитают на разной глубине в зависимости от того, где они находят себе пропитание.

Особи живых организмов распределены в пространстве неравномерно. Обычно они составляют группировки организмов, что является приспособительным фактором в их жизни. Такие группировки организмов определяют горизонтальную структуру биоценоза — горизонтальное распределение особей, образующих различного рода узорчатость, пятнистость каждого вида.

Примеров такого распределения можно привести множество: это многочисленные стада зебр, антилоп, слонов в саванне, колонии кораллов на морском дне, косяки морских рыб, стаи перелетных птиц; заросли тростников и водных растений, скопления мхов и лишайников на почве в лесном биоценозе, пятна вереска или брусники в лесу.

К элементарным (структурным) единицам горизонтального строения растительных сообществ относятся микроценоз и микрогруппировка.

Микроценоз (от греч. micros — малый) — наименьшая по размерам структурная единица горизонтального расчленения сообщества, в которую входят все ярусы. Почти каждое сообщество включает комплекс микросообществ или микроценозов.

Микрогруппировка — сгущение особей одного или нескольких видов в пределах яруса, внутриярусные мозаичные пятна. Например, в моховом ярусе можно выделить различные пятна мхов с доминированием одного или нескольких видов. В травяно-кустарничковом ярусе встречаются черничные, чернич- но-кисличные, голубично-сфагновые микрогруппировки.

Читайте также:  Виды скелетов у животных

Наличие мозаичности имеет важное значение для жизни сообщества. Мозаичность позволяет более полно использовать различные тины микроместообитаний. Особям, образующим группировки, свойственна высокая выживаемость, они наиболее эффективно используют пищевые ресурсы. Это ведет к увеличению и разнообразию видов в биоценозе, способствует его устойчивости и жизнеспособности.

Практическая часть

Цель работы: указать критерии для выделения границ биоценоза, вычленить его структурные составляющие и определить их размер. Дать характеристику видового разнообразия, эдафофитоценотической структуры, выделить и описать ярусы, парцеллы, синузии.

Таблица 1 – Характеристика лесного биогеоценоза

Категория и номер участка Сосняк мши­стый 5Бп3Д 2С Сем. Сосна обыкно-венная, дуб череш-чатый, Берёза пушистая 0,1 Д, Бп
Сосняк мши­стый 8С1Д 1Р Сем. Сосна обыкно-венная, Дуб череш-чатый, Рябина обыкно-венная 0,22 Д, Р
Сосняк мши­стый 3С3Р 3К1Д Сем. Сосна обыкно-венная, Дуб череш-чатый, Рябина обыкно-венная, Крушина ломкая 0,11 Д, Р, К
Сосняк мши­стый 7С2Д1Р Сем. Сосна обыкно-венная, Дуб череш-чатый, Рябина обыкно-венная 0,16 Д, Р
Сосняк мши­стый 10С Сем. Сосна обыкно-венная 0,01
Сосняк мши­стый 10С Сем. Сосна обыкно-венная 0,06
Сосняк мши­стый 5С2К 2Д1Р Сем. Сосна обыкно-венная, Дуб череш-чатый, Рябина обыкно-венная, Крушина ломкая 0,17 Д, Р, К
Сосняк ланды-шевый 5Д3Р 1С1В Сем. Сосна обыкно-венная, Дуб череш-чатый, Рябина обыкно-венная, Вишня птичья 0,27 Д, Р, В
Сосняк мши­стый 5Д2С1Р1К1Бп Сем. Сосна обыкно-венная, Дуб череш-чатый, Рябина обыкно-венная, Крушина ломкая, Берёза пушистая 0,1 Д, Р, К, Бп
Сосняк мши­стый 7Д3С Сем. Сосна обыкно-венная, Дуб череш-чатый 0,08 Д, К, Р
Показатели Тип леса (ассоциация) Формула древостоя Сомкнутость крон (общая), % Характер возобновления: -семенное или вегетативное -порода -количество всходов на 1м 2 Подлесок Травянисто-кустарниковый покров: -общее покрытие, % -количество видов
Продолжение таблицы 1 Категория и номер участка
Показатели Моховый покров -общее покрытие, %

Рассмотренный нами биоценоз является климаксовым, поскольку преобладающей породой является Сосна обыкновенная в возрасте от 60 до 100 лет. Элементами антропогенной нагрузки на данной территории можно считать произведенные здесь рубки ухода.

Любой биоценоз в природе занимает определенное пространство. Оно разделяется между видами в зависимости от их биологических особенностей. Это приводит к формированию пространственной структуры. Пространственная структура биоценоза — закономерное расположение видов в биотопе, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Для биоценоза характерны вертикальная (ярусность) и горизонтальная (мозаичность) структуры.

Вертикальная структура биоценоза (ярусность)

В наземных биоценозах основную роль в формировании вертикальной структуры играют растения разной высоты. Благодаря этому наблюдается вертикальное расслоение биоценоза на структурные части. Эти части биоценоза, занимающие разное положение по отношению к уровню почвы, называются ярусами. А состоящая из них вертикальная структура биоценоза называется ярусностью.

Главную роль при формировании видового состава растительных ярусов играет количество света, достигающее каждого яруса. От него зависит температурный режим и влажность на разных уровнях (ярусах) биоценоза. Верхние ярусы составляют светолюбивые растения. Ниже располагаются теневыносливые, а в самом низу произрастают тенелюбивые виды. Такое распределение растений способствует более полному усвоению солнечной энергии. До поверхности почвы доходит лишь 1-5 % света, поступающего в биоценоз. В одноярусных фитоценозах большая часть поступающей солнечной энергии не усваивается. Она идет на нагревание почвы и частично отражается.

Растительные ярусы создают микроклимат для существования других видов. Каждый растительный ярус заселяется определенными видами животных и микроорганизмов. Ярусы отличаются друг от друга совокупностью экологических условий, составом видов растений, животных и микроорганизмов. В каждом ярусе складывается своя система связей и взаимоотношений между компонентами.

Большинство видов приспособлено к конкретным ярусам. Но некоторые виды в силу различных обстоятельств занимают в разное время жизни разные ярусы. Их называют внеярусными видами. Например, нельзя отнести к конкретному ярусу лианы, лишайники, некоторые виды мхов и паразитов.

В наземных биоценозах различают надземную и подземную ярусность. Ярусы нумеруются римскими цифрами. Первым считается самый удаленный от уровня почвы ярус (как надземный, так и подземный). Наиболее четко ярусность выражена в лесных биоценозах. В них фитоценозы образованы различными жизненными формами растений. Там представлены деревья, кустарники, кустарнички, однолетние и многолетние травы, мхи, лишайники, грибы, занимающие разное положение относительно уровня почвы.

Читайте также:  Клостридиопептидаза препараты

Надземная ярусность в лиственном лесу обычно включает пять, иногда шесть, растительных ярусов. I ярус образован деревьями первой величины (дуб, береза, ясень, липа и др.). Ко II ярусу относятся деревья второй величины (дикие яблоня, груша, черемуха, рябина и др.). III ярус — это подлесок из кустарников (лещина, крушина, бересклет, можжевельник, калина, бузина и др.). IV ярус представлен высокими травами и кустарничками (папоротники, крапива, чистотел, вереск, багульник и др.). V ярус составляют низкие травы и кустарнички (черника, брусника, земляника, толокнянка, ландыш и др.), а также мхи и лишайники. В нижних ярусах обычно присутствует подрост древесных растений. Если ярусов много, то фитоценоз считается сложным, а если их мало — простым.

Животные приурочены к определенным ярусам фитоценоза. I ярус населяют листогрызущие насекомые (обитатели кроны деревьев). Во II ярусе обитают птицы и стволовые вредители (жуки короеды, усачи, златки). В III и IV ярусах — копытные и хищные животные, птицы, грызуны. V ярус богат различными многоножками, жужелицами, шмелями, клещами и другими мелкими животными.

Подземная ярусность обусловлена разной глубиной расположения корневой системы. Чем выше деревья, тем глубже в почву проникают их корни. Расположение корней на разной глубине снижает остроту конкуренции между растениями за воду, минеральное питание, кислород.

Возникновение ярусности — результат длительного приспособления разных видов друг к другу и формирования межвидовых связей и взаимоотношений. Ярусность способствует значительному ослаблению конкуренции между видами за ресурсы и территорию. Благодаря этому увеличивается численность особей на единице площади, более полно и рационально используются условия и ресурсы биотопа.

Вертикальное распределение видов в биоценозе оказывает влияние на его горизонтальную структуру.

Горизонтальная структура биоценоза (мозаичность)

Неоднородность почвенных условий, рельефа, деятельность человека определяют характер горизонтального распределения видов в биотопе — горизонтальную структуру биоценоза. Под действием вышеуказанных факторов в биоценозе происходит формирование растительных микрогруппировок. Например, в луговых биоценозах можно обнаружить микрогруппировки бобовых, злаков, сложноцветных. Они различаются видовым составом, соотношением численности видов, продуктивностью, биомассой и т. д. В каждой такой растительной микрогруппировке формируется определенный микроклимат, видовой состав животных, грибов и микроорганизмов. Совокупность всех этих компонентов, связанных трофическими и топическими связями, является структурной единицей горизонтальной структуры биоценоза. В лесном биоценозе, например, четко видны различия между опушкой леса и поляной. Существенно отличаются участки леса с выраженным кустарниковым подростом и со сплошным моховым покровом или с покровом из черничника. Таким образом, горизонтальная структура биоценоза является отражением разнообразия условий окружающей среды в биотопе в горизонтальном направлении.

Благодаря формированию горизонтальной структуры биоценоз более полно использует возможности биотопа. В нем активно потребляются пищевые ресурсы, увеличивается количество видов и, как следствие, возрастает стабильность биоценоза.

Пространственная структура биоценоза — расположение видов в вертикальном (ярусность) и горизонтальном (мозаичность) направлениях. Вертикальная структура формируется благодаря наличию растений разной высоты, образующих ярусы. В биоценозах различают надземную и подземную ярусность. Горизонтальная структура биоценоза формируется вследствие неоднородности почвы и рельефа в биотопе.

Наиболее простым показателем видового разнообразия биоценоза является общее число видов – видовое богатство. Если какой – либо вид растения (или животного) количественно преобладает в сообществе (имеет большую биомассу, продуктивность, численность или обилие), то вид называется доминантом или доминирующим видом. Встречаются в любом биоценозе.

Биоценозы различаются по видовому богатству или видовому разнообразию:

альфа – разнообразие – видовое разнообразие сообщества (число видов, встречаемое в определенном местообитании);

бета – разнообразие – степень изменяемости флористического состава сообщества вдоль градиентов ведущего фактора (изменение климата, увлажнения, высоты над уровнем моря и т.п.);

гамма – разнообразие — видовое разнообразие ландшафтов, которые слагаются из разнообразных сообществ.

Пространственная структура биоценоза. Ярусность и мозаичность

Пространственная структура биоценоза включает его вертикальную и горизонтальную структуры.

В ходе длительного эволюционного развития распределение живых организмов в биоценозе носит ярусный характер.

Ярус – совместно произрастающие группы видов растений, различающиеся по высоте и по положению в биоценозе ассимилирующих органов (листья, стебли, подземные органы-клубни корневища, луковицы).

Разные ярусы образованы разными жизненными формами. Наиболее четко ярусность выражена в лесных биоценозах.

Читайте также:  Европейские породы овец

Ярусность это вертикальное расслоение биоценозов на равновысокие структурные части. Особенно четко она выражена в фитоценозах.

древесный ярус – формируют высокие деревья с высоко расположенной листвой, которая хорошо освещается солнцем;

ярус подлеска – перехватывают оставшиеся 10% солнечной радиации – его составляют кустарники и кустарниковые формы древесных пород;

ярус подроста – относятся молодые невысокие (от 1 до 3-5 м) деревца, которые в дальнейшем переходят в 1 ярус;

травяно — кустарничковый ярус – растениями используется от 1до 5% солнечной радиации – лесные травы и кустарнички;

мохово — лишайниковый ярус – надпочвенный слой мхов и лишайников;

внеярусная растительность – растения – паразиты.

Ярусность свойственна и подземным частям растений. Ярусы выделяют по глубине залегания всасывающих частей корней.

В водных сообществах кроме яруса корней и корневищ различают ярус:

высоких водных трав;

низких водных трав;

придонных растений (водоросли).

Горизонтальная структура биоценоза – горизонтальное распределение особей видов, образующих различного рода узорчатость, мозаичность, пятнистость каждого вида.

К элементарным единицам горизонтального строения растительных сообществ относятся следующие структурные единицы:

микроценоз – наименьшая по размерам структурная единица горизонтального расчленения сообщества, которая включает все ярусы, обособленная в вертикальном направлении от других, окружающих ее микроценозов этого же сообщества и характеризующаяся определенным составом, структурой, динамикой и обладающая некоторой целостностью.

микрогруппировка – сгущение особей одного или несколько видов в пределах яруса, внутриярусные мозаичные пятна.

Особи разных видов существуют в биоценозах не изолированно, они вступают между собой в разнообразные взаимоотношения.

Экологической нишей называют положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

фундаментальную нишу – определяемую только физиологическими особенностями организмов;

реализованную нишу – в пределах которой вид реально встречается в природе.

У совместно живущих видов экологические ниши могут перекрываться, но полностью никогда не совпадают, иначе вступает в действие закон конкурентного исключения и один вид вытесняет другой из данного биоценоза. Если в результате гибели организмов одного вида «освобождается» экологическая ниша, проявляется правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно(!) заполнена.

Экотип — экологические расы и разновидности растений и животных, чаще всего находящиеся в пределах непрерывных рядов изменчивости (климатической, эдафической и ценотической)

Важнейшим признаком структурной характеристики биоценозов является наличие границ сообществ. Соседние биоценозы постепенно переходят один в другой. В результате образуются обширные пограничные, или переходные зоны, отличающиеся особыми условиями.

Численность

зона

Степные виды Лесные виды

Степь Лес Вид биоценоза

Рис. Пограничный эффект в экосистемах

Растения и животные, характерные для каждого биоценоза, проникая на соседние территории, создают пограничную полосу — экотон.

Правило экотона или краевого эффекта — на стыках биоценозов увеличивается число видов и особей в них.

Биоценоз и биотоп функционируют как единое целое, образуя экосистему:

экосистема = биотоп + биоценоз

Биоценоз и биотоп невозможно оторвать друг от друга, о чем свидетельствует ряд принципов их взаимосвязи:

принцип разнообразия (А.Тинеман): чем разнообразнее условия биотопа, тем больше видов в биоценозе (тропический лес);

принцип отклонения условий (А.Тинеман): чем выше отклонения условий биотопа от нормы, тем беднее видами и специфичнее биоценоз, а численность особей отдельных составляющих его видов выше (места интенсивного загрязнения среды);

принцип плавности изменения среды (Г.М. Франц): чем более плавно изменяются условия среды в биотопе и чем дольше он остается неизменным, тем богаче видами биоценоз и тем более он уравновешен и стабилен.

Биотоп есть место обитания или место существования биоценоза. Вместе они образуют биологическую макросистему – биогеоценоз.

Биогеоценоз это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений.

Он может быть самых различных размеров. Термин был введен в 1940 г. В.Н. Сукачевым.

Биогеоценоз и экосистема – понятия сходные, но не одинаковые. Биогеоценоз следует рассматривать как иерархически элементарную комплексную, т.е. состоящую из биотопа и биоценоза, экосистему.

Каждый биогеоценоз является экосистемой, но не каждая экосистема соответствует биогеоценозу.

Любой биогеоценоз выделяется только на суше. В водной среде биогеоценозы не выделяются. Биогеоценоз имеет конкретные границы. Они определяются границами растительного сообщества – фитоценоза.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector