Реферат на тему:
«Квартира как биогеоценоз»
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………….3
1 Понятие и структура биогеоценоза……………………………………...4
2 Квартира как биогеоценоз………………………………………………..8
2.1 Компоненты биогеоценоза……………………………………………..8
2.2 Превращения веществ и поток энергии в биогеоценозе…………….11
2.3 Динамика биогеоценоза……………………………………………….13
Заключение…………………………………………………………………15
Используемая литература…………………………………………………16
ВВЕДЕНИЕ
Биогеоценозы – элементарные единицы биосферы. Масштабы биогеоценозов в природе чрезвычайно различны. Неодинакова также степень замкнутости поддерживаемых в них круговоротов вещества, т.е. многократность вовлечения одних и тех же атомов в циклы.
В соответствии с иерархией сообществ жизнь на Земле проявляется и в иерархичности соответствующих биогеоценозов. Такая организация жизни является одним из необходимых условий ее существования.
Запасы биогенных элементов, из которых строят тела живые организмы, на Земле в целом и на каждом конкретном участке ее поверхности небезграничны. Лишь система круговоротов могла придать этим запасам свойство бесконечности, необходимое для продолжения жизни. Для поддержания круговорота веществ в системе необходимо наличие: запаса неорганических молекул в усвояемой форме; трех функционально различных экологических групп организмов – продуцентов, консументов и редуцентов. Поддерживать и осуществлять круговорот могут только функционально-различные группы организмов. Таким образом, такие свойства экосистем как функционально-экологическое разнообразие живых существ, организация потока извлекаемых из окружающей среды веществ в циклы, а также способность противостоять внешним воздействиям – древнейшие свойства жизни, обеспечивающие существование биогеоценозов.
1 ПОНЯТИЕ И СТРУКТУРА БИОГЕОЦЕНОЗА
Элементарной структурной единицей биосферы является биогеоценоз. Это понятие было введено В.Н. Сукачевым в 1940 г. Он пришел к выводу о том, что в природе существуют системы, объединяющие биотические и абиотические компоненты. Эти системы приурочены к определенной территории, называемой экотопом. Единство биоценоза и экотопа создает природный комплекс, который В. Н. Сукачев назвал биогеоценозом. По его определению, биогеоценоз-это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии.
Биогеоценоз состоит из ряда компонентов, взаимообуславливающих существование друг друга:
1. Сообщества растительных организмов, обеспечивающего органическим веществом и энергией все живущее здесь население – продуцентов, т.е. фитоценоза.
2. Биокомплекса животных организмов (беспозвоночных и позвоночных), обитающих в почве и надпочвенной среде и живущих за счет питательных веществ, созданных продуцентами – консументов, т.е. зооценоза.
3. Микроорганизмов (бактерий, грибов, актиномицетов и т.д.), живущих в почве, в воздушной и водной среде и разлагающих органические соединения до минимального состояния – редуцентов, т.е. микробиоценоза.
Эти три тесносвязанных между собой биологических компонента биогеоценоза образуют единство более высокого ранга – биоценоз. Таким образом, биоценозом называется вся совокупность живых существ, свойственных определенному участку земной поверхности и приспособленных к совместному обитанию на данной территории с однородными условиями существования.
4. Почвенного покрова с подпочвенными слоями материковой породы и почвенно-грунтовыми водами – эдафотопа.
5. Атмосферы, содержащей биогенные газы – кислород и углекислый газ,- атмосферную влагу и такие факторы внешней среды, как освещенность, температура, осадки и т.д. - климатопа.
Последние два компонента биогеоценоза – эдафотоп и климатоп – также взаимодействуют друг с другом и образуют систему, называемую экотоп.
Все перечисленные компоненты любого биогеоценоза тесно связаны между собой единством и однородностью территории, общим потоком энергии, обменом и круговоротом биогенных химических элементов, сезонными изменениями климатических условий, трофическими отношениями, численностью и взаимной приспособленностью многообразных видовых популяций фототрофных и гетеротрофных организмов.
Каждый природный биогеоценоз представляет собой саморегулирующую систему, которая сложилась в результате многих тысяч и миллионов лет и обладает способностью трансформировать вещество и энергию в соответствии со своей структурой и динамикой. Такая система путем саморегулирования способна в значительной степени противостоять как изменениям окружающей среды, так и резким изменениям в численности тех или иных организмов.
Размеры конкретных биогеоценозов варьируют в достаточно широких пределах: в пустынях площадь биогеоценоза составляет сотни тысяч квадратных метров, площадь одного лесного биогеоценоза - обычно от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч квадратных метров, луговые и степные еще меньше – до нескольких десятков, редко – сотен квадратных метров. Как правило, резких границ между биогеоценозами не существует, а один постепенно переходит в другой.
В различной литературе вместо биогеоценоза широко распространен другой термин, близкий к биогеоценозу по своему содержанию,- экосистема (экологическая система), под которой подразумевают функциональную систему, включающую в себя сообщество живых существ и их среду обитания. Термин «экосистема» предложил английский эколог А. Тенсли в 1935 г. Понятие «экосистема», в отличие от «биогеоценоза», более общее и менее определенное. Экосистемой можно считать как пруд, так и океан, как пень дерева с его обитателями, так и всю биосферу земного шара. Некоторые ученые считают, что биогеоценоз – это экосистема, границы которой определены фитоценозом. Иными словами, биогеоценоз – частный случай, определенный ранг экосистемы. Это замкнутая и способная к саморегуляции экосистема.
Замкнутой называют такую экосистему, в которой вещество циркулирует от продуцентов к редуцентам по кругу и именно в пределах данной экосистемы. Например, в озере биогенные элементы многократно проходят по одному и тому же кругу: водоросли – зоопланктон – рыба – бактерии – минеральные биогенные вещества – снова водоросли.
В открытых экосистемах вещество по кругу не обращается. Например, в экосистемах отдельного дерева гусеница съедает листья продуцента; саму же гусеницу ловят птицы и относят в свои гнезда на другие деревья. Таким образом, вещество из данной системы извлекается и переносится в другую систему.
Механизм саморегуляции в экосистемах осуществляется по принципу отрицательной обратной связи. Этот принцип в упрощенном варианте можно представить себе в виде системы «хищник – жертва», которая постоянно поддерживается в равновесном состоянии. Если по каким-то причинам уменьшается численность жертвы, то из-за недостатка пищи со временем уменьшается и численность хищника. Снижение численности хищника соответственно приводит к уменьшению давления на жертву, численность которой увеличивается. Это снова создает условия для увеличения численности хищника. Таким образом, система «хищник – жертва» саморегулируется, т.е. удерживается в равновесном состоянии. При этом численность жертвы и хищника постоянно колеблется около какого-то среднего значения.
2 КВАРТИРА КАК БИОГЕОЦЕНОЗ
2.1 Компоненты биогеоценоза
Что же представляет собой биогеоценоз квартиры? Прежде всего, необходимо выделить черты, отличающие такой биогеоценоз от естественного:
1. Искуственное создание биогеоценоза.
2. Неустойчивость биогеоценоза. Такой биогеоценоз не способен к самовосстановлению.
3. Резко сниженное биоразнообразие.
4. Доминирование видов растений и животных, не находящихся под влиянием естественного отбора.
5. Главенствующая роль человека в поддержании биогеоценоза.
6. Появление новых факторов, влияющих на состояние биогеоценоза. Их проявление обусловлено деятельностью человека.
7. Получение энергии не только от солнца, но и от человека.
8. Упрощение трофических связей.
Любой биогеоценоз состоит из биоценоза и биотопа. Так как биоценоз – это вся совокупность организмов, населяющих определенный участок территории с однородными условиями существования, то биоценоз квартиры представлен всеми живыми организмами, находящимися в ее пределах.
Фитоценоз квартиры резко отличается от любого природного фитоценоза. Вообще фитоценозом называется закономерное сочетание различных видов растений, сложившееся под влиянием определенных условий существования, обусловленное историческим развитием, экологическими условиями, взаимодействием видов, их способностью к возобновлению и влиянию на среду. Фитоценоз квартиры создан искусственно и представлен в основном различными комнатными растениями. В таком случае роль фитоценоза как главенствующего, предопределяющего возможность существования в нем и других организмов не является глобальной. Не смотря на это, фитоценоз квартиры выполняет ряд функций: это насыщение воздуха кислородом в результате фотосинтеза, обеспечение терморегуляции растениями в пределах квартиры, эстетическое значение комнатных растений.
Вообще само комнатное растение с почвой, в которой оно произрастает, или аквариум можно рассматривать как биогеоценозы, входящие в биогеоценоз более высокого ранга (квартиру).
Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Гетеротрофы живут за счет автотрофов, но нуждаются в поступлении таких неорганических соединений, как кислород и вода.
В любом конкретном местообитании запасов неорганических соединений, необходимых для поддержания жизнедеятельности населяющих его организмов, хватило бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись.
Если рассматривать квартиру как биогеоценоз, то человек является компонентом его биоценоза. В таком случае, именно человек обеспечивает поддержание биогеоценоза, регулируя его баланс случайным образом или намеренно.
Таким образом, при отсутствии в данном биогеоценозе таких факторов внешней среды, как осадки, атмосферная влага, дефицит воды и минеральных веществ у растений компенсирует человек своим непосредственным вмешательством.
Зооценоз представлен домашними питомцами (собаками, кошками, аквариумными рыбками, попугаями и многими другими животными), а также различными беспозвоночными. Микробиоценоз составляют все микроорганизмы, живущие в воздухе, воде, на различных поверхностях в квартире, в почве комнатных растений и т.д.
Что касается биотопа, то он тоже является необычным по своему составу. Почвенный покров с подпочвенными слоями материковой породы и почвенно-грунтовыми водами отсутствует. Как отмечалось ранее, исчезает влияние некоторых факторов внешней среды, таких как осадки, атмосферная влага, ветер. Но появляются другие факторы, непосредственно влияющие на состояние биогеоценоза квартиры.
Например, сочетание солнечного и искусственного света. При этом доля искусственного света зачастую намного больше доли солнечного. А в квартирах, находящихся в затененной стороне дома, искусственное освещение может быть круглосуточным. Как известно, растения и животные активно реагируют не столько на интенсивность светового фактора, сколько на соотношение между продолжительностью периода освещенности и темноты в течение суток, т.е. живые организмы способны «измерять время», определять количественные параметры освещенности. Это свойство организма получило название фотопериодизма. Фотопериодизм – важнейший сигнальный фактор, регулирующий и управляющий ритмикой суточной и сезонной жизнедеятельности организмов. По необходимости длительности светового периода все растения разделяют на длиннодневные (необходимо не менее 12 ч светового времени), растения короткого дня (не менее 12 ч темнового периода) и нейтральные (развитие генеративных органов происходит как при длинном, так и при коротком дне). Искусственное освещение при необходимости дает возможность увеличить или уменьшить длину светового дня, что даже зимой позволяет выращивать декоративные растения, ускорять рост и развитие рассады и т.д. И наоборот, затенение растений летом ускоряет появление цветков или семян позднецветущих осенних растений.
Различная техника (компьютер, телевизор, микроволновая печь, мобильный телефон) создают мощный электромагнитный фон в квартире. А, как известно, электромагнитное излучение губительно действует на живые организмы. Это один из самых весомых факторов, влияющих на биогеоценоз квартиры.
Что касается температуры, то она в квартире регулируется искусственно и является величиной более-менее постоянной, которая варьирует в небольших пределах.
Также присутствует такой фактор влияния на биогеоценоз как шум. Шум возникает вследствие колебаний изменений давления воздуха. Вообще шум – это хаотическое нагромождение звуков разной частоты, силы, высоты, длительности, которые выходят за пределы звукового комфорта. Измеряют шум в белах и децибелах. Уровень шума природной среды составляет 30-60 децибел. А в квартире он может доходить до 100 децибел и превышать его. Ученые считают, что верхняя граница шума для квартир – 40 децибел.
Нельзя забывать о вредном воздействии на данный биогеоценоз разнообразных синтетических средств, аэрозолей и т.д., используемых человеком в быту.
2.2 Превращения веществ и поток энергии в биогеоценозе
Рассматриваемый биогеоценз, как и другие, подчиняется двум фундаментальным законам природы: первому и второму законам термодинамики:
Первый закон термодинамики – энергия не исчезает и не появляется. Она переходит из одной формы в другую. Общая сумма энергии остается постоянной. Например, свет переходит в тепло, солнечная энергия переходит в энергию химических соединений.
Второй закон термодинамики – эффективность перехода энергии из одной формы в другую никогда не бывает 100%. Все формы энергии пытаются перейти в менее организованную, более хаотическую форму (энтропию). Этот закон еще иногда называют законом энтропии. Энтропия – это мера хаоса, мера неупорядоченности. Организмы способны поддерживать сложную структуру, упорядоченность. Но для этого необходимо, чтобы к ним постоянно поступала энергия.
В естественных биогеоценозах процесс образования энергии в живых организмах и ее дальнейшее превращение можно представить таким образом: СО2
+ Н2
О + свет + хлорофилл → АТФ → органическое вещество → дыхание → СО2
+ Н2
О + АТФ → рост, развитие, размножение и др.
Путь, по которому можно проследить, как передается энергия в биогеоценозах от одного организма к другому, называют цепью питания. Место каждого организма в этой цепи называют трофическим уровнем.
Трофические уровни и сопутствующие им энергетические связи и отношения составляют структуру биогеоценоза. В нем постоянно происходит перенос веществ и энергии, заключенной в пище, первоначально созданной преимущественно зелеными растениями путем поедания одних организмов или продуктов их жизнедеятельности другими. Так, путем соединения между собой отдельных звеньев образуется цепь питания. В биогеоценозе обычно формируется несколько пищевых цепей, которые не изолированы одна от другой, а тесно переплетаются, образуя пищевую или трофическую сеть.
Важнейшая особенность организации биогеоценоза – последовательное распределение всех компонентов по трофоэнергетическим уровням цепей питания и их взаимосвязанным сочетаниям – пищевым (кормовым) сетям, представляющим собой единую функциональную систему обмена веществ и энергии в его рамках. Но такие закономерности превращения веществ и потока энергии характерны для естественного биогеоценоза.
За счет того, что квартира – искусственно созданный биогеоценоз, многие трофические связи, характерные для естественного биогеоценоза, в нем нарушены. Допустим, какие-то трофические уровни могут быть выпущены из цепи питания. Цепи питания являются оборванными или более короткими, в большей степени, изолированными друг от друга. Как уже говорилось ранее, все это связано с тем, что поддержание баланса биогеоценоза в данном случае зависит от человека, ведь включение новых компонентов в пищевые цепи осуществляет именно он.
2.3 Динамика биогеоценоза
В биоценозах, как и в целом в природе, постоянно происходят изменения. В рассматриваемом биогеоценозе они тоже имеют место. Эти изменения могут быть, во-первых, циклическими (суточная периодичность, сон и бодрствование, раскрывание и закрывание цветов и т.д.). Для такого биогеоценоза характерны эндогенные суточные ритмы, когда при полном постоянстве внешних условий у вида длительное время продолжают сохраняться циклы, близкие по периоду к суточным. При этом суточная цикличность жизнедеятельности перешла во врожденные, генетические свойства вида. Это циркадные ритмы. Но внешний суточный цикл может частично влиять на продолжительность врожденного циркадного ритма. Так, при расселении животных и растений в новые условия с другой ритмикой дня и ночи происходит постепенная перестройка циркадного ритма.
Во время циклических изменений происходят изменения в биотопе, но они не приводят к смене одного биоценоза другим. В естественных биогеоценозах направленные нециклические изменения возникают вследствие разрушения биотопа, и тогда один биогеоценоз сменяется другим.
В данном биогеоценозе нециклические изменения тоже происходят, но они не приводят к полной смене биогеоценоза. Такие изменения, как обсуждалось ранее, осуществляет человек. Они приводят к замене одних компонентов биогеоценоза другими, но не более.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Сравнивая естественный биогеоценоз и квартиру как биогеоценоз, созданный искусственным путем, можно увидеть как сходства, так и различия в их структуре, динамике, энергетическом обмене.
Несомненно то, что естественный биогеоценоз – более динамичная и широкая система, способная к самовосстановлению, с полноценным обменом веществ и энергии. Компоненты его биоценоза подвластны естественному отбору.
А рассматриваемый биогеоценоз является неустойчивым, он не способен к самовосстановлению. В нем снижено биологическое разнообразие. В составе биоценоза преобладают такие растения и животные, которые не находятся под влиянием естественного отбора и обусловлены выбором человека. Биотоп этого искусственного биогеоценоза тоже уникален за счет появления новых факторов, влияющих на состояние системы в целом. В данном биогеоценозе нарушены трофические связи, цепи питания оборваны или из них выпущены некоторые трофические уровни. В нем, как и в любом другом биогеоценозе, постоянно происходят изменения. Существуют циклические и нециклические изменения. Нециклические изменения в данном случае обусловлены деятельностью человека. Весь баланс биогеоценоза поддерживает человек. Практически все изменения, происходящие внутри системы, происходят благодаря его влиянию. Таким образом, именно человек является главенствующим фактором, обуславливающим состояние такого биогеоценоза как квартира.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
- Букварева Е. Н., Алещенко Г. М. Задачи оптимизации взаимодействия человека и живой природы и стратегия сохранения биоразнообразия // Успехи современной биологии. – 1994. – Т. 114. - с. 133-143.
- Вернадский В. И. Живое вещество биосферы. – М.: Наука, 1994. – 672 с.
- Вронский В. А. Прикладная экология: Учеб. Пособие. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1996. – 512 с.
- Горелов А. А. Человек – гармония – природа. – М.: Наука, 1990. – 187 с.
- Дажо Р. Основы экологии. – М., 1975.
- Комарова Н. Г. Экологическое мышление и нравственность – основа человеческой ориентации в современных условиях взаимоотношения общества и природы // История взаимодействия общества и природы: факты и концепция. – М., 1990. – ч. 2. – с 54-55.
- Кондратьев К. Я. Глобальная экология. – С.-Пб.: Наука, С.-Петерб. отд-ние. – 1992.
- Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология для студентов вузов. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2000. – 576 с.
- Марчук Г. И., Кондратьев К. Я. Приоритеты глобальной экологии. – М.: Наука, 1992. – 255 с.
- Пианка Э. Эволюционная экология. – М., 1984.
- Реймерс Н. Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы. – М.: Просвещение, 1994. – 362 с.
- Стебаев И. В., Пивоварова Ж. Ф., Смолянинов Б. С., Неделькина С. В. Общая биосистемная экология. – Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1993
- Сраны и народы: Земля и человечество. Глобальные проблемы. – М., 1985.
- Хесле В. Философия и экология. – М.: Наука, 1993. – 205 с.
|
