Б.Понятие об экологической нише

Экологическая ниша – место вида в природе, преимущественно в биоценозе, включающее как положение его в пространстве, так и функциональную его роль в сообществе, отношение к абиотическим условиям существования. Понятие «экологическая ниша» ввел в 1917 г. И. Гринелл. Экологическая ниша – не просто физическое пространство, занимаемое организмом, это абстрактное понятие, область комбинаций таких значений факторов среды, в пределах которой данный вид может существовать неограниченно долго. Она включает химические, физические, физиологические и биотические факторы, необходимые организму для жизни, и определяется его морфологической приспособленностью, физиологическими реакциями и поведением. Ю. Одум (1975) представил экологическую нишу как занятие, «профессию» организма в той системе видов, к которой он принадлежит, а его местообитание – это «адрес» вида.

Чтобы охарактеризовать экологическую нишу вида, необходимо знать не только, где он живет, но и чем он питается, чьей добычей является, каким образом и где отдыхает и размножается, способен ли он к передвижению и, наконец, как он воздействует на другие элементы биогеоценоза. В разных частях света и на разных территориях встречаются неодинаковые в систематическом отношении, но экологически сходные виды.

ПРИМЕР. Травянистая и лесная растительность Австралии по видовому составу существенно отличается от растительности сходного климатического района Европы или Азии, но растения-продуценты в и там и там выполняют аналогичную функцию. То же можно сказать и о сосне в борах и дубе в дубравах. Это касается также антилоп Африки и кенгуру Австралии. Сумчатый волк (Thylacinus cynocephalus) в Тасмании и обыкновенный волк в Европе тоже ведут одинаковый образ жизни, обладают сходным типом питания. Т.е. в различных биогеоценозах и продуценты и консументы выполняют одинаковые функции, занимают одинаковые экологические ниши.

Вместе с тем часто близкие в систематическом отношении виды, поселяясь рядом в одном биоценозе, занимают разные экологические ниши (рис. 11). Это приводит к уменьшению конкурентного напряжения между ними. У растений, живущих в одном ярусе, экологические ниши сходны, а у растений разных ярусов – различные экологические ниши, что ослабляет конкуренцию между ними.

ПРИМЕР. Сосна и черника в бору-черничнике растут в разных ярусах и занимают разные экологические ниши. Такие водные растения, как рдесты (Potamogeton), кубышка (Nuphar luteum), водокрас (Hydrocharius morsus), ряски (Lemnaceae), поселяются вместе, но распределяются по различным нишам.Один и тот же вид в разных условиях может по-разному реагировать на факторы среды, т.е. тоже распределяются по разным эконишам.

ПРИМЕР. Черника и седмичник (Trientalis europaea) в лесах умеренной полосы являются типичными теневыми формами, а в тундре и лесотундре растут на открытых пространствах и становятся световыми

Кроме того, в разные периоды развития и даже в разные сезоны года один и тот же вид может занимать различные экологические ниши.

ПРИМЕРЫ. Головастик питается растительной пищей, а взрослая лягушка – типичное плотоядное животное, поэтому им свойственны различные экологические ниши и специфические трофические уровни. Разными экологическими нишами зимой и летом в связи с миграциями характеризуются и перелетные птицы; у насекомоядных птиц зимние экологические ниши отличаются от летних. Гусеницы бабочек, личинки пилильщиков, мух, жуков и взрослые насекомые также занимают различные экологические ниши. Среди водорослей имеются виды, которые функционируют то как автотрофы, то как гетеротрофы.

В. Типы экологических ниш

Экологическую нишу, определяемую только физиологическими особенностями организмов, называют фундаментальной , а ту, в пределах которой вид реально встречается в природе – реализованной . Реализованная ниша – это та часть фундаментальной ниши, которую данный вид, популяция в состоянии «отстоять» в конкурентной борьбе. С понятием экологической ниши тесно связано представление о так называемых насыщенных и ненасыщенных биоценозах . Первые представляют собой экосистемы, в которых жизненные ресурсы на каждом этапе преобразования биомассы и энергии используются наиболее полно. Когда жизненные ресурсы утилизируются частично, биоценозы можно называть ненасыщенными. Для них характерно наличие свободных экологических ниш. Однако это в высшей степени условно, поскольку экологические ниши не могут существовать сами по себе, независимо от занимающих их видов. Неиспользованные резервы, нереализованные возможности интенсификации потока веществ и энергии имеются практически в любом биогеоценозе (иначе не могло бы осуществляться их постоянное развитие во времени и пространстве!), все биоценозы условно можно считать ненасыщенными. Чем меньше насыщенность биоценоза, тем легче вводятся в его состав и удачнее акклиматизируются новые виды. Очень важным свойством биогеоценозов, как биологических систем, является их саморегуляция – способность выдерживать высокие нагрузки неблагоприятных внешних воздействий, способность возвращаться в условно исходное состояние после существенных нарушений их структуры (принцип Ле-Шателье). Но выше определенного порога воздействия механизмы самовосстановления не срабатывают, и биогеоценоз необратимо разрушаются.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БИОГЕНОЦНОЗ»

1. Период фактологии, «наивной экологии» – до середины XIX в. Период комплексной интеграции знаний, «факториальной экологии» с середины XIX в. до 40-х гг. XX в.; а) зарождение биоценологии; доминирование аутэкологических исследований; б) выдающиеся российские ученые-биоценологи.

2. Период биогеоценологических исследований – доминирование синэкологических исследований – с 1936 г. до наших дней.

3. В.Н. Сукачев – создатель учения о биогеоценологии.Задачи биогеоценологии. Выделение границ биогеоценоза.

4. Биогеоценозообразующая роль фитоценоза в ландшафте.

5. Определение понятия "фитоценоз".Основные признаки фитоценоза.

6. Минимальный размер площади выявления фитоценоза.

7. О границах фитоценоза. Понятие о континууме растительного покрова.

8. Различия понятий "фитоценоз", "ассоциация" и "растительное сообщество".

9. О структурно-функциональной организации биогеоценозов а) Определение понятия «структура биоценоза».  б) Основные направления в трактовке понятия «структура фитоценоза».

10. Видовая структура. а) Как правильно описать флористический состав фитоценоза?б) Характеристики видового состава фитоценоза. в) Факторы, влияющие на видовое разнообразие и богатство биоценоза г) Виды доминанты, предоминанты и второстепенные виды. д) Виды эдификаторы, суб- или со-эдификаторы, ассектаторы.

11. Количественные показатели видового разнообразия. Формула Шеннона

12. Эколого-географический анализ видов а) Понятие об экотипе б) Понятие о биотипе в) Понятие об изореагентах и экадах.

13. Вертикальная структура: наземные фитоценозы. Ярусность: лесной фитоценоз.

a. Надземная ярусность.

b. Подземная ярусность.

c. Водный фитоценоз.

14. Горизонтальная структура. Мозаичность. Комплексность.

15. Синузиальность. Понятие "жизненная форма"

16. Классификации жизненных форм растений:а) Классификация К. Раункиера, б) Биоморфологический спектр, в) Классификация И.Г. Серебрякова.

17. Методологические принципы построения классификации.

18. Жизненные формы деревьев.

19. Жизненные формы кустарников.

20. Жизненные формы трав и кустарничков.

21. . Взаимосвязи в биогеоценозе: Взаимодействие между почвою и растительностью.

22.  Взаимодействия между растительностью и атмосферой. Взаимосвязь между микроорганизмами и разными компонентами биогеоценоза.

23.  Взаимоотношения между растениями. Взаимосвязь растительности с животным миром. Взаимодействия между неживыми (абиотическими) компонентами.

24. Факторы, влияющие на взаимодействия компонентов биогеоценоза

25. Типы отношений между организмами в ценозе: а) Симбиоз б) Антагонизм.

26. О динамике фитоценозов. Флюктуации: определение понятия, типы флюктуаций.

27. Сукцессии: определение понятия; серийные и коренные (климаксовые) сообщества, динамическое равновесие.

28. Типы сукцессий. Первичные сукцессии.

29.  Факторы, определяющие развитие растительности в первой фазе сукцессии – на оголенных территориях; эцезис и его особенности;

30. Стадии развития фитоценоза первичной сукцессии (по А.Г. Воронову);

31.  Стадии в развитии растительного покрова (по В.Н. Сукачеву);

32.  Суть понятий сингенез, эндоэкогенез и гологенез; Вторичные сукцессии.

33. Понятие климакса в биогеоценологии.

34. Теория подвижного равновесия.

35. Методология изучения вековых смен.

36. Создание рудеральных местообитаний и отвалов.

37. Вторичные сукцессии – смена одного фитоценоза другим.

38.  Суть понятий сингенез, эндоэкогенез и гологенез.

39. Классификация типов сукцессий по П.Д. Ярошенко.

40.  Кратковременные, вековые и филоценогенетические смены фитоценозов.

41.  Эволюция фитоценозов. Примеры филоценогенетических сукцессий.

42. Понятие климакса в биогеоценологии.

43. Теория подвижного равновесия.

44. Методология изучения вековых смен.

45. Основные типы функций биогеоценоза.

46. Органические функции. Пищевые цепи.

47.  Схема расчета потока энергии через простую цепь питания.

48. Экологические пирамиды.

49. Биологическая продуктивность. Понятие биологической продуктивности. Показатели биологической продуктивности.

50. Средообразующие функции: а. Понятие о консорции, б. Понятие об экологической нише, в. Типы экологических ниш.

Номера вопросов к контрольной работе «Биогеоценноз»

Список литературы

1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов на Дону: феникс, 2005. 576 с. (Высшее образование)

2. Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ, 2001. 510 с.

3. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа, 2003. 512 с.

4. Цветков В.Ф. Лесной биогеоценоз. Архангельск, 2003. 2-е изд. 267 с.