Рефератна тему:
«Квартираяк біогеоценоз»
ЗМІСТ
Вступ
1Поняття і структура біогеоценозу
2Квартира як біогеоценоз
2.1Компоненти біогеоценозу
2.2Перетворення речовин і потік енергії в біогеоценозі
2.3Динаміка біогеоценозу
Висновок
Використаналітература
ВСТУП
Біогеоценози — елементарні одиниці біосфери. Масштаби біогеоценозів в природі надзвичайнорізні. Неоднакова також ступінь замкнутості підтримуваних в них кругообігівречовини, тобто багаторазовість залучення одних і тих самих атомів в цикли.
У відповідностіз ієрархією спільнот життя на Землі виявляється і в ієрархічності відповіднихбіогеоценозів. Така організація життя є одним з необхідних умов її існування.
Запаси біогеннихелементів, з яких будують тіла живі організми, на Землі в цілому і на кожнійконкретній ділянці її поверхні небезмежні. Лише система кругообігів могланадати цим запасам властивість нескінченності, необхідне для продовження життя.Для підтримки круговороту речовин у системі необхідна наявність: запасунеорганічних молекул в засвоєній формі; трьох функціонально різних екологічнихгруп організмів — продуцентів, консументів і редуцентів. Підтримувати іздійснювати кругообіг можуть тільки функціонально-різні групи організмів. Такимчином, такі властивості екосистем як функціонально-екологічне різноманітністьживих істот, організація потоку витягаються з навколишнього середовища речовину цикли, а також здатність протистояти зовнішнім впливам — найдавнішівластивості життя, що забезпечують існування біогеоценозів.
1 ПОНЯТТЯ ІСТРУКТУРА БІОГЕОЦЕНОЗУ
Елементарноїструктурною одиницею біосфери є біогеоценоз. Це поняття було введено В.М.Сукачовим в 1940 р. Він прийшов до висновку про те, що в природі існуютьсистеми, що поєднують біотичні та абіотичні компоненти. Ці системи приуроченідо певної території, званої екотопів. Єдність біоценозу і екотопах створюєприродний комплекс, який В. М. Сукачов назвав біогеоценозом. За йоговизначенням, біогеоценоз-це сукупність на відомому протязі земної поверхніоднорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, рослинності, тваринногосвіту та світу мікроорганізмів, грунту і гідрологічних умов), яка має своюособливу специфіку взаємодій цих становлять її компонентів і певний тип обмінуречовиною та енергією їх між собою і з іншими явищами природи і яка представляєсобою внутрішньо суперечливе діалектичну єдність, що знаходиться в постійномурусі, розвитку.
Біогеоценозскладається з ряду компонентів, які забезпечуютьб існування один одного:
1. Спільнотирослинних організмів, що забезпечує органічною речовиною і енергією все живетут населення — продуцентів, тобто фітоценозу.
2. Біокомплексутварин організмів (безхребетних і хребетних), що мешкають в грунті іпригрунтовому середовищі і живуть за рахунок поживних речовин, створенихпродуцентами — консументів, тобто зооценозу.
3.Мікроорганізмів (бактерій, грибів, актиноміцетів і т.д.), що живуть у грунті, уповітряному і водному середовищі і розкладають органічні сполуки домінімального стану — редуцентів, тобто мікробіоценозу.
Ці три тіснопов’язані між собою біологічних компонента біогеоценозу утворюють єдністьвищого рангу — біоценоз. Таким чином, біоценозом називається вся сукупністьживих істот, властивих певній ділянці земної поверхні і пристосованих доспільного проживання на даній території з однорідними умовами існування.
4. Грунтовогопокриву з підгрунтовими шарами материкової породи і грунтово-грунтовими водами- едафотоп.
5. Атмосфери, щомістить біогенні гази — кисень і вуглекислий газ, — атмосферну вологу і такіфактори зовнішнього середовища, як освітленість, температура, опади і т.д. — Кліматопа.
Останні двакомпоненти біогеоценозу — едафотоп і кліматоп — також взаємодіють один з однимі утворюють систему, звану екотопів.
Всі перерахованікомпоненти будь-якого біогеоценозу тісно пов'язані між собою єдністю іоднорідністю території, загальним потоком енергії, обміном і кругообігомбіогенних хімічних елементів, сезонними змінами кліматичних умов, трофічнимивідносинами, чисельністю і взаємної пристосованістю різноманітних видовихпопуляцій фототрофних і гетеротрофних організмів.
Кожен природнийбіогеоценоз являє собою саморегулюючу систему, яка склалася в результатібагатьох тисяч і мільйонів років і володіє здатністю трансформувати речовина іенергію у відповідності зі своєю структурою та динамікою. Така система шляхомсаморегулювання здатна значною мірою протистояти як змін навколишньогосередовища, так і різких змін у чисельності тих чи інших організмів.
Розміриконкретних біогеоценозів варіюють у досить широких межах: у пустелях площабіогеоценозу становить сотні тисяч квадратних метрів, площа одного лісовогобіогеоценозу — зазвичай від кількох сотень до кількох десятків тисяч квадратнихметрів, лугові і степові ще менше — до кількох десятків, рідко — сотеньквадратних метрів. Як правило, різких меж між біогеоценозами не існує, а одинпоступово переходить в інший.
У різнійлітературі замість біогеоценозу широко поширений інший термін, близький добіогеоценозу за своїм змістом, — екосистема (екологічна система), під якимрозуміють функціональну систему, що включає в себе спільноту живих істот і їхсередовище проживання. Термін «екосистема» запропонував англійський еколог А.Тенслі в 1935 р. Поняття «екосистема», на відміну від «біогеоценозу», більшзагальне і менш визначене. Екосистемою можна вважати як ставок, так і океан, якпень дерева з його мешканцями, так і всю біосферу земної кулі. Деякі вченівважають, що біогеоценоз — це екосистема, межі якої визначені фітоценозів.Іншими словами, біогеоценоз — окремий випадок, певний ранг екосистеми. Цезамкнута і здатна до саморегуляції екосистема.
Замкнутої називаютьтаку екосистему, в якій речовина циркулює від продуцентів до редуцентам по колуі саме в межах даної екосистеми. Наприклад, в озері біогенні елементибагаторазово проходять по одному і тому ж колу: водорості — зоопланктон — риба- бактерії — мінеральні біогенні речовини — знову водорості.
У відкритихекосистемах речовина по колу не звертається. Наприклад, в екосистемах окремогодерева гусінь з'їдає листя продуцента; саму ж гусінь ловлять птахи й відносятьу свої гнізда на інші дерева. Таким чином, речовина з даної системи витягуєтьсяі переноситься в іншу систему.
Механізмсаморегуляції в екосистемах здійснюється за принципом негативного зворотногозв'язку. Цей принцип у спрощеному варіанті можна уявити собі у вигляді системи«хижак — жертва», яка постійно підтримується в рівноважному стані. Якщо зякихось причин зменшується чисельність жертви, то через нестачу їжі з часомзменшується й чисельність хижака. Зниження чисельності хижака відповідноприводить до зменшення тиску на жертву, чисельність якої збільшується. Це зновустворює умови для збільшення чисельності хижака. Таким чином, система «хижак — жертва» саморегулюється, тобто утримується в рівноважному стані. При цьомучисельність жертви й хижака постійно коливається біля якогось середнього значення.
2 КВАРТИРА ЯКБІОГЕОЦЕНОЗ
2.1 Компонентибіогеоценозу
Що ж являє собоюбіогеоценоз квартири? Перш за все, необхідно виділити риси, які відрізняютьтакий біогеоценоз від природного:
1. Штучнестворення біогеоценозу.
2. Нестійкістьбіогеоценозу. Такий біогеоценоз не здатний до самовідновлення.
3. Різкознижений біорізноманіття.
4. Домінуваннявидів рослин і тварин, які не перебувають під впливом природного відбору.
5. Чільна рольлюдини у підтримці біогеоценозу.
6. Поява новихчинників, що впливають на стан біогеоценозу. Їх прояв обумовлено діяльністюлюдини.
7. Отриманняенергії не тільки від сонця, але і від людини.
8. Спрощеннятрофічних зв'язків.
Будь-якийбіогеоценоз складається з біоценозу та біотопу. Так як біоценоз — це всясукупність організмів, що населяють певну ділянку території з одноріднимиумовами існування, то біоценоз квартири представлений всіма живими організмами,що знаходяться в її межах.
Фітоценозквартири різко відрізняється від будь-якого природного фітоценозу. Взагаліфітоценозів називається закономірне поєднання різних видів рослин, що склалосяпід впливом певних умов існування, обумовлене історичним розвитком,екологічними умовами, взаємодією видів, їх здатністю до відновлення і впливу насередовище. Фітоценоз квартири створений штучно і представлений в основномурізними кімнатними рослинами. У такому випадку роль фітоценозу як головного, щовизначає можливість існування в ньому та інших організмів не є глобальною. Недивлячись на це, фітоценоз квартири виконує ряд функцій: це насичення повітрякиснем у результаті фотосинтезу, забезпечення терморегуляції рослинами в межахквартири, естетичне значення кімнатних рослин.
Взагалі самекімнатна рослина з грунтом, в якій воно виростає, або акваріум можна розглядатияк біогеоценози, що входять до біогеоценоз більш високого рангу (квартиру).
Рослини можутьіснувати тільки за рахунок постійного надходження в них вуглекислого газу,води, кисню, мінеральних солей. Гетеротрофи живуть за рахунок автотрофів, алепотребують надходження таких неорганічних сполук, як кисень і вода.
У будь-якомуконкретному місцеперебуванні запасів неорганічних сполук, необхідних дляпідтримання життєдіяльності населяють його організмів, вистачило б ненадовго,якщо б ці запаси не поновлювалися.
Якщо розглядатиквартиру як біогеоценоз, то людина є компонентом його біоценозу. У такому разі,саме людина забезпечує підтримку біогеоценозу, регулюючи його баланс випадковимчином або навмисно.
Таким чином, завідсутності в даному біогеоценозі таких факторів зовнішнього середовища, якопади, атмосферна волога, дефіцит води і мінеральних речовин у рослин компенсуєлюдина своїм безпосереднім втручанням.
Зооценозпредставлений домашніми вихованцями (собаками, кішками, акваріумними рибками,папугами і багатьма іншими тваринами), а також різними безхребетними.Мікробіоценоз становлять усі мікроорганізми, що живуть в повітрі, воді, нарізних поверхнях у квартирі, в грунті кімнатних рослин і т.д.
Що стосуєтьсябіотопу, то він теж є незвичайним за своїм складом. Грунтовий покрив з підгрунтовимишарами материкової породи і грунтово-грунтовими водами відсутня. Як зазначалосяраніше, зникає вплив деяких факторів зовнішнього середовища, таких як опади,атмосферна волога, вітер. Але з'являються інші чинники, що безпосередньовпливають на стан біогеоценозу квартири.
Наприклад,поєднання сонячного і штучного світла. При цьому частка штучного світла частонабагато більше частки сонячного. А в квартирах, що знаходяться в затіненійстороні будинку, штучне освітлення може бути цілодобовим. Як відомо, рослини ітварини активно реагують не стільки на інтенсивність світлового фактора,скільки на співвідношення між тривалістю періоду освітленості і темрявипротягом доби, тобто живі організми здатні «вимірювати час», визначатикількісні параметри освітленості. Це властивість організму отримало назвуфотопериодизмом. Фотоперіодизм — найважливіший сигнальний фактор, що регулює ікеруючий ритмікою добової і сезонної життєдіяльності організмів. Занеобхідності тривалості світлового періоду всі рослини поділяють надліннодневние (необхідно не менше 12 год світлового часу), рослини короткогодня (не менше 12 год темнового періоду) і нейтральні (розвиток генеративнихорганів відбувається як при довгому, так і при короткому дні). Штучнеосвітлення при необхідності дає можливість збільшити або зменшити довжинусвітлового дня, що навіть взимку дозволяє вирощувати декоративні рослини,прискорювати ріст і розвиток розсади і т.д. І навпаки, затінення рослин уліткуприскорює появу квіток або насіння позднецветущіх осінніх рослин.
Різна техніка(комп'ютер, телевізор, мікрохвильова піч, мобільний телефон) створюють потужнийелектромагнітний фон у квартирі. А, як відомо, електромагнітне випромінюваннязгубно діє на живі організми. Це один з найвагоміших чинників, що впливають набіогеоценоз квартири.
Що стосуєтьсятемператури, то вона в квартирі регулюється штучно і є величиною більш-меншпостійною, яка варіює в невеликих межах.
Також присутнійтакий чинник впливу на біогеоценоз як шум. Шум виникає внаслідок коливань змінтиску повітря. Взагалі шум — це хаотичне нагромадження звуків різної частоти,сили, висоти, тривалості, які виходять за межі звукового комфорту. Вимірюютьшум у белах і децибелах. Рівень шуму природного середовища становить 30-60децибел. А в квартирі він може доходити до 100 децибел і перевищувати його.Вчені вважають, що верхня межа шуму для квартир — 40 децибел.
Не можназабувати про шкідливий вплив на даний біогеоценоз різноманітних синтетичнихзасобів, аерозолів і т.д., що використовуються людиною в побуті.
2.2 Перетворенняречовин і потік енергії в біогеоценозі
Розглянутийбіогеоценз, як і інші, підпорядковується двом фундаментальним законам природи:першому і другому законам термодинаміки:
Перший законтермодинаміки — енергія не зникає і не з'являється. Вона переходить з однієїформи в іншу. Загальна сума енергії залишається постійною. Наприклад, світлопереходить в тепло, сонячна енергія переходить в енергію хімічних сполук.
Другий законтермодинаміки — ефективність переходу енергії з однієї форми в іншу ніколи небуває 100%. Всі форми енергії намагаються перейти в менш організовану, більшхаотичну форму (ентропію). Цей закон ще іноді називають законом ентропії.Ентропія — це міра хаосу, міра невпорядкованості. Організми здатні підтримуватискладну структуру, впорядкованість. Але для цього необхідно, щоб до нихпостійно надходила енергія.
У природнихбіогеоценозах процес утворення енергії в живих організмах і її подальшеперетворення можна представити таким чином: СО2 + Н2О + світло + хлорофіл →АТФ → органічна речовина → дихання → СО2 + Н2О + АТФ →зростання, розвиток, розмноження та ін
Шлях, по якомуможна простежити, як передається енергія в біогеоценозах від одного організмудо іншого, називають ланцюгом харчування. Місце кожного організму в цій ланцюганазивають трофическим рівнем.
Трофічні рівні ісупутні їм енергетичні зв'язки і відносини складають структуру біогеоценозу. Уньому постійно відбувається перенесення речовин і енергії, укладеної в їжі,спочатку створеної переважно зеленими рослинами шляхом поїдання однихорганізмів або продуктів їхньої життєдіяльності іншими. Так, шляхом з'єднанняміж собою окремих ланок утворюється ланцюг живлення. У біогеоценозі звичайноформується кілька харчових ланцюгів, які не ізольовані одна від одної, а тіснопереплітаються, утворюючи харчову або трофічну мережу.
Найважливішаособливість організації біогеоценозу — послідовний розподіл всіх компонентівтрофоенергетіческім рівнями ланцюгів живлення та їх взаємопов'язанимсполученням — харчовим (кормовим) мереж, які представляють собою єдинуфункціональну систему обміну речовин і енергії в його рамках. Але такізакономірності перетворення речовин і потоку енергії характерні для природногобіогеоценозу.
За рахунок того,що квартира — штучно створений біогеоценоз, багато трофічні зв'язки, характернідля природного біогеоценозу, у ньому порушені. Припустимо, якісь трофічні рівніможуть бути випущені з ланцюга харчування. Ланцюги живлення є обірваними абобільше короткими, більшою мірою, ізольованими один від одного. Як вжеговорилося раніше, все це пов'язано з тим, що підтримка балансу біогеоценозу вданому випадку залежить від людини, адже включення нових компонентів в харчовіланцюги здійснює саме він.
2.3 Динамікабіогеоценозу
У біоценозах, які в цілому в природі, постійно відбуваються зміни. У розглянутому біогеоценозівони теж мають місце. Ці зміни можуть бути, по-перше, циклічними (добоваперіодичність, сон і неспання, розкривання та закривання квітів і т.д.). Длятакого біогеоценозу характерні ендогенні добові ритми, коли при повномусталості зовнішніх умов у виду тривалий час продовжують зберігатися цикли,близькі по періоду до добових. При цьому добова циклічність життєдіяльностіперейшла під вроджені, генетичні властивості виду. Це циркадні ритми. Але зовнішнійдобовий цикл може частково впливати на тривалість вродженого циркадного ритму.Так, при розселенні тварин і рослин в нові умови з іншого ритмікою дня і ночівідбувається поступова перебудова циркадного ритму.
Під часциклічних змін відбуваються зміни в біотопі, але вони не призводять до зміниодного біоценозу іншим. У природних біогеоценозах спрямовані нециклічні змінивиникають внаслідок руйнування біотопу, і тоді один біогеоценоз змінюєтьсяіншим.
У даномубіогеоценозі нециклічні зміни теж відбуваються, але вони не приводять до повноїзміни біогеоценозу. Такі зміни, як обговорювалося раніше, здійснює людина. Вонипризводять до заміни одних компонентів біогеоценозу іншими, але не більше.
ВИСНОВОК
Порівнюючиприродний біогеоценоз і квартиру як біогеоценоз, створений штучним шляхом,можна побачити як подібності, так і відмінності в їх структурі, динаміці,енергетичному обміні.
Безсумнівно те,що природний біогеоценоз — більш динамічна і широка система, здатна досамовідтворення, з повноцінним обміном речовин і енергії. Компоненти йогобіоценозу підвладні природному відбору.
А розглянутийбіогеоценоз є нестійким, він не здатний до самовідновлення. У ньому зниженобіологічне різноманіття. У складі біоценозу переважають такі рослини і тварини,які не перебувають під впливом природного відбору і обумовлені вибором людини.Біотоп цього штучного біогеоценозу теж унікальний за рахунок появи новихфакторів, що впливають на стан системи в цілому. У даному біогеоценозі порушенітрофічні зв'язки, ланцюги живлення обірвані або з них випущені деякі трофічнірівні. У ньому, як і в будь-якому іншому біогеоценозі, постійно відбуваютьсязміни. Існують циклічні та нециклічні зміни. Нециклічні зміни в даному випадкуобумовлені діяльністю людини. Весь баланс біогеоценозу підтримує чоловік.Практично всі зміни, що відбуваються усередині системи, відбуваються завдякийого впливу. Таким чином, саме людина є чільним фактором, що обумовлює стантакого біогеоценозу як квартира.
Використаналітература
1. Букварева Є. Н., Алещенко Г. М.Завдання оптимізації взаємодії людини і живої природи і стратегія збереженнябіорізноманіття / / Успіхи сучасної біології. — 1994. — Т. 114. — С. 133-143.
2. Вернадський В. І. Жива речовинабіосфери. — М.: Наука, 1994. — 672 с.
3. Вронський В. А. Прикладнаекологія: Учеб. Посібник. — Ростов-на-Дону: Фенікс, 1996. — 512 с.
4. Горелов А. А. Людина — гармонія- природа. — М.: Наука, 1990. — 187 с.
5. Дажо Р. Основи екології. — М.,1975.
6. Комарова Н. Г. Екологічнемислення і моральність — основа людської орієнтації в сучасних умовахвзаємовідносини суспільства і природи / / Історія взаємодії суспільства іприроди: факти і концепція. — М., 1990. — Ч. 2. — З 54-55.
7. Кондратьєв К. Я. Глобальнаекологія. — К: Наука, С.-Петерб. отд-ние. — 1992.
8. Коробкін В. І., Передільська Л.В. Екологія для студентів вузів. — Ростов-на-Дону: Фенікс, 2000. — 576 с.
9. Марчук Г. І., Кондратьєв К. Я.Пріоритети глобальної екології. — М.: Наука, 1992. — 255 с.
10. Пианка Е. Еволюційна екологія.- М., 1984.
11. Реймерс Н. Ф. Екологія. Теорії,закони, правила, принципи. — М.: Просвещение, 1994. — 362 с.
12. Стьобався І. В., Пивоварова Ж.Ф., Смолянінов Б. С., Неделькіна С. В. Загальна біосістемная екологія. — Новосибірськ: Наука. Сиб. Отд-ня, 1993
13. Срань і народи: Земля і людство.Глобальні проблеми. — М., 1985.
14. Хесле В. Філософія і екологія.- М.: Наука, 1993. — 205 с.