Biogéocénose ligneuse. Qu'est-ce que la biogéocénose

Le concept de biogéocénose a été introduit dans l'usage scientifique en 1942 par l'académicien Vladimir Nikolaevich Sukachev (1880-1967). Selon ses idées, la biogéocénose est un ensemble de phénomènes naturels homogènes (roche, végétation, faune et monde des micro-organismes, conditions pédologiques et hydrologiques) sur une certaine étendue de la surface terrestre, qui a l'interaction spécifique de ces composants qui la rendent et un certain type d'échange de matière et de leur énergie entre eux et d'autres phénomènes naturels.

La biogéocénose est un système bioinerte ouvert (c'est-à-dire constitué de matière vivante et non vivante), dont la principale source externe est l'énergie du rayonnement solaire. Ce système se compose de deux blocs principaux. Le premier bloc, écotope, regroupe tous les facteurs de nature inanimée (milieu abiotique). Cette partie inerte du système est formée d'un aérotope - un ensemble de facteurs de l'environnement aérien (chaleur, lumière, humidité, etc.) et d'un edaphotope - un ensemble de propriétés physiques et chimiques de l'environnement sol-sol. Le deuxième bloc, la biocénose, est un ensemble de tous types d'organismes. En termes fonctionnels, la biocénose se compose d'autotrophes - des organismes qui, sur la base de l'utilisation de l'énergie du soleil, peuvent créer de la matière organique à partir d'éléments inorganiques, et d'hétérotrophes - des organismes qui utilisent la matière organique créée par les autotrophes comme source de matière et d'énergie.

Un groupe fonctionnel très important est constitué de diazotrophes - des organismes procaryotes fixateurs d'azote. Ils déterminent l'autonomie suffisante de la plupart des biogéocénoses naturelles pour fournir aux plantes les composés azotés disponibles. Cela comprend les bactéries autotrophes et hétérotrophes, les cyanobactéries et les actinomycètes.

Dans la littérature, notamment étrangère, au lieu du terme biogéocénose ou à côté de celui-ci, ils utilisent le concept proposé par le géobotaniste anglais Arthur Tansley et l'hydrobiologiste allemand Voltereck. L'écosystème et la biogéocénose sont des concepts essentiellement identiques. Cependant, un écosystème est compris comme une formation sans dimension. Par exemple, une souche en décomposition dans une forêt, des arbres individuels et la phytocénose forestière dans laquelle se trouvent ces arbres et la souche sont considérés comme un écosystème ; la zone forestière, qui comprend un certain nombre de phytocénoses ; zone forestière, etc. La biogéocénose est toujours comprise comme une unité chorologique (topographique) qui présente certaines limites délimitées par les limites de la phytocénose incluse dans sa composition. « Une biogéocénose est un écosystème à l’intérieur des limites d’une phytocénose » est un aphorisme de l’une des personnes partageant les mêmes idées que V. N. Soukatchev. L'écosystème est un concept plus large que la biogéocénose. Un écosystème peut être non seulement une biogéocénose, mais aussi des systèmes bioinertes dépendants de biogéocénoses, dans lesquels les organismes ne sont représentés que par des hétérotrophes, ainsi que des systèmes bioinertes créés par l'homme comme un grenier, un aquarium, un navire avec les organismes qui l'habitent, etc.

Les consortiums comme unités structurelles et fonctionnelles des biocénoses

L'idée de consortiums au sens moderne de biocénoses structurelles et fonctionnelles s'est formée au début des années 50 du 20e siècle. scientifiques nationaux - le zoologiste Vladimir Nikolaevich Beklemishev et le géobotaniste Leonty Grigorievich Ramensky.

Les consortiums de populations de certaines espèces végétales peuvent comprendre plusieurs dizaines, voire centaines d'espèces de plantes, d'animaux, de champignons et de procaryotes. Plus de 900 espèces d'organismes sont connues dans les seules trois premières concentrations du consortium du bouleau verruqueux (Betula verrucosa).

Caractéristiques générales des communautés naturelles et leur structure

L'unité de base des communautés naturelles est la biocénose. La biocénose est une communauté de plantes, d'animaux, de champignons et d'autres organismes habitant le même territoire, interconnectés dans la chaîne alimentaire et exerçant une certaine influence les uns sur les autres.

La biocénose est constituée d'une communauté végétale et des organismes accompagnant cette communauté.

La communauté végétale est un ensemble de plantes poussant sur un territoire donné, constituant la base d'une biocénose spécifique.

La communauté végétale est formée d'organismes photosynthétiques autotrophes, qui constituent une source de nutrition pour les organismes hétérotrophes (phytophages et détritivores).

En fonction de leur rôle écologique, les organismes formant une biocénose sont divisés en producteurs, consommateurs, décomposeurs et détritivores d'ordres divers.

Le concept de « biogéocénose » est étroitement lié au concept de « biocénose ». L'existence d'un organisme est impossible sans son habitat, donc la composition de la flore et de la faune d'une communauté d'organismes donnée est fortement influencée par le substrat (sa composition), le climat, les reliefs d'une zone donnée, etc. il faut introduire la notion de « biogéocénose ».

La biogéocénose est un système écologique stable et autorégulé situé sur un territoire spécifique donné, dans lequel les composants organiques sont étroitement et inextricablement liés aux composants inorganiques.

Les biogéocénoses sont diverses, elles sont interconnectées d'une certaine manière, elles peuvent être stables pendant longtemps, mais sous l'influence de conditions extérieures changeantes ou à la suite de l'activité humaine, elles peuvent changer, mourir et être remplacées par d'autres. communautés d’organismes.

La biogéocénose se compose de deux éléments : le biote et le biotope.

Le biotope est un espace relativement homogène en termes de facteurs abiotiques, occupé par une biogéocénose (biote) (parfois un biotope est compris comme l'habitat d'une espèce ou de sa population individuelle).

Le biote est un ensemble de divers organismes qui habitent un territoire donné et font partie d'une biogéocénose donnée. Il est formé de deux groupes d'organismes qui diffèrent par leur mode d'alimentation : les autotrophes et les hétérotrophes.

Les organismes autotrophes (autotrophes) sont des organismes capables d'absorber de l'énergie provenant de l'extérieur sous forme de portions séparées (quanta) à l'aide de chlorophylle ou d'autres substances, tandis que ces organismes synthétisent des substances organiques à partir de composés inorganiques.

Parmi les autotrophes, on distingue les phototrophes et les chimiotrophes : les premiers comprennent les plantes, les seconds comprennent les bactéries chimiosynthétiques, comme le sulfurbacter.

Les organismes hétérotrophes (hétérotrophes) sont des organismes qui se nourrissent de substances organiques toutes faites, ces dernières étant à la fois une source d'énergie (elle est libérée lors de leur oxydation) et une source de composés chimiques pour la synthèse de leurs propres substances organiques.

L'auteur de la doctrine des biogéocénoses était le scientifique soviétique V.N. Sukachev. Par ce terme, il entendait un ensemble d'organismes vivants et de facteurs situés sur un certain territoire. Toute biogéocénose est associée à une zone terrestre spécifique, c'est-à-dire qu'elle dépend de la communauté végétale.

La différence entre biogéocénose et agrocénose, biocénose et écosystème

Agrocénose signifie artificiel, créé par l'homme. Contrairement à la biogéocénose, elle n'a pas de connexions stables. Chaque communauté naturelle s'est formée au fil des siècles. Son développement a été influencé par la sélection naturelle. Les champs et plantations créés par l’homme sont soumis à une sélection artificielle. Avec l'aide de l'homme, les agrocénoses reçoivent de l'énergie supplémentaire, tandis que les biogéocénoses existent grâce à l'énergie solaire.

Une biocénose est un ensemble d'organismes vivants qui habitent un certain espace. Il peut s'agir non seulement d'un terrain, mais aussi d'un plan d'eau. Le concept de biogéocénose est beaucoup plus large ; il inclut la biocénose et les facteurs environnementaux.

Le terme « écosystème » a été inventé par le botaniste anglais A. Tansley. C’est beaucoup plus large que la biogéocénose et l’agrocénose. Les deux concepts sont identiques en ce qui concerne les champs ou les champs. , dans lesquels il est impossible de distinguer une phytocénose, entrent dans la définition d'un écosystème. Chaque biogéocénose est un écosystème, mais tout écosystème ne correspond pas à une biogéocénose.

Propriétés de la biogéocénose

Les principales propriétés de la biogéocénose sont :

• Intégrité. L'énergie solaire et les nutriments sont fournis à tous les organismes vivants. Les aliments non utilisés sont transférés vers l'environnement extérieur, retournant au cycle des substances, qui se produit en continu ;
• Durabilité. La biogéocénose existante est capable de résister aux épreuves de l'environnement extérieur ;
• Autorégulation. Maintenir un certain nombre d’êtres vivants dans différentes chaînes et réseaux alimentaires ;
• Auto-reproduction. La capacité des organismes à se reproduire et à recréer des populations ;
• Changement. Phénomènes associés à l'influence sur la composition numérique des organismes.

Indicateurs de biogéocénose

Il existe trois indicateurs de biogéocénose. La diversité des espèces fait référence à la totalité de tous les groupes d'organismes. Si un maillon de la chaîne électrique est perturbé, c’est tout le système qui en souffrira. La densité de population dépend directement de l’approvisionnement alimentaire. La productivité de la biogéocénose est influencée par la biomasse, matière vivante dans tous les groupes végétaux et animaux.

Structure de la biogéocénose

La composition spécifique des systèmes est toujours différente. Elle est influencée par l’apport et la répartition de la lumière, la composition du sol et les conditions climatiques. Les scientifiques envisagent plusieurs structures :

• Espèces. Cela implique la diversité des organismes vivants, leur composition et leur quantité. La réduction d'une espèce constitue une menace pour l'existence de la biogéocénose.
• Spatial. Les populations sont réparties sur plusieurs niveaux, en fonction de leurs besoins. Le plus souvent, la stratification est déterminée par les plantes. Les animaux contribuent à la propagation des graines et du pollen.
• Écologique. La proportion d'êtres vivants dépend de l'environnement inorganique.
• Trophée. Les animaux d’une même biogéocénose se servent de nourriture les uns pour les autres. Des connexions alimentaires complexes forment des réseaux alimentaires.

Étant donné que les biogéocénoses prennent forme sur plusieurs centaines d'années consécutives, les scientifiques introduisent périodiquement de nouveaux composants dans leur structure.

Types et exemples de biogéocénose

Le système est un ensemble de plantes, d’animaux, de micro-organismes et de champignons. Les principaux composants sont le carbone, l’oxygène, la lumière du soleil et les organismes vivants. Le soleil fournit l’afflux d’énergie nécessaire, ce qui entraîne un cycle énergétique. Elle se transmet des protozoaires aux hétérotrophes.

Des exemples de biogéocénose incluent une forêt, un étang, une prairie, une steppe ou un désert.

Changement de biogéocénoses

Le nombre d'espèces dans un système change constamment. En raison de divers facteurs, certaines biogéocénoses sont remplacées par d'autres. La vitesse de ces changements peut varier. changera l’écosystème en une seule génération. Il faudra des milliers d’années pour que les forêts remplacent les dunes.

Le rôle principal dans le développement de la biogéocénose est attribué aux plantes. Le processus d'auto-développement des communautés est appelé succession. L'exemple le plus simple d'un changement dans la biogéocénose est la prolifération d'un réservoir. Il se couvre d'abord de boue, puis devient marécageux. La composition spécifique des organismes différera considérablement de celle des habitants du réservoir.

Stabilité de la biogéocénose

La résilience fait référence à la capacité de maintenir continuellement une structure. Elle est surtout influencée par la richesse de la composition spécifique. La circulation de la matière et de l'énergie en dépend. Les communautés pauvres sont fragiles. Les biogéocénoses complexes, caractérisées par des structures multicouches et des relations nutritionnelles diverses, sont prêtes à subir des impacts néfastes.

Formes de relations entre organismes dans les biogéocénoses
Tous les éléments du système sont étroitement liés les uns aux autres. La relation peut être positive, négative et neutre. Les relations qui profitent à l’un ou aux deux organismes sont appelées

Terme

Description

La biogéocénose est un concept similaire à un écosystème (pas trop volumineux).

Pour caractériser la biogéocénose et l'écosystème, deux concepts similaires sont utilisés : biotope Et écotop(facteurs de nature inanimée : climat, sol). Un biotope est un ensemble de facteurs abiotiques au sein du territoire occupé par une biogéocénose et des organismes issus d'autres biogéocénoses.

Propriétés

Indicateurs clés

• Composition des espèces- le nombre d'espèces vivant dans la biogéocénose.
• Diversité des espèces- le nombre d'espèces vivant dans une biogéocénose par unité de surface ou de volume.

Dans la plupart des cas, la composition spécifique et la diversité spécifique ne coïncident pas quantitativement, et la diversité spécifique dépend directement de la zone d'étude.

• Biomasse- le nombre d'organismes de la biogéocénose, exprimé en unités de masse. Le plus souvent, la biomasse est divisée en :
  • producteurs de biomasse
  • biomasse des consommateurs
  • biomasse des décomposeurs
• Productivité
• Durabilité
• Capacité d’autorégulation

Caractéristiques spatiales

Le passage d'une biogéocénose à une autre dans l'espace ou dans le temps s'accompagne d'un changement des états et des propriétés de tous ses composants et, par conséquent, d'un changement dans la nature du métabolisme biogéocénotique. Les limites d'une biogéocénose peuvent être tracées sur plusieurs de ses composantes, mais elles coïncident le plus souvent avec les limites des communautés végétales (phytocénoses). L'épaisseur d'une biogéocénose n'est homogène ni dans la composition et l'état de ses composants, ni dans les conditions et résultats de leur activité biogéocénotique. Il est différencié en parties aériennes, souterraines et sous-marines, elles-mêmes divisées en structures verticales élémentaires - bio-géohorizons, très spécifiques par leur composition, leur structure et leur état de vie et leurs composants inertes. Pour désigner l'hétérogénéité horizontale, ou la nature mosaïque de la biogéocénose, le concept de parcelles biogéocénotiques a été introduit. Comme la biogéocénose dans son ensemble, ce concept est complexe, puisque la parcelle inclut la végétation, les animaux, les micro-organismes, le sol et l’atmosphère en tant qu’acteurs du métabolisme et de l’énergie.

Mécanismes de résistance

L'une des propriétés des biogéocénoses est la capacité de s'autoréguler, c'est-à-dire de maintenir sa composition à un certain niveau stable. Ceci est réalisé grâce à la circulation stable des substances et de l’énergie. La stabilité du cycle lui-même est assurée par plusieurs mécanismes :

• suffisance de l'espace vital, c'est-à-dire un volume ou une zone qui fournit à un organisme toutes les ressources dont il a besoin.
• richesse de la composition spécifique. Plus elle est riche, plus la chaîne alimentaire et, par conséquent, la circulation des substances sont stables.
• une variété d’interactions entre espèces qui maintiennent également la force des relations trophiques.
• propriétés environnementale des espèces, c'est-à-dire la participation des espèces à la synthèse ou à l'oxydation de substances.
• direction de l’impact anthropique.

Ainsi, les mécanismes assurent l'existence de biogéocénoses immuables, dites stables. Une biogéocénose stable qui existe depuis longtemps est appelée climax. Il existe peu de biogéocénoses stables dans la nature ; les plus stables sont plus courantes - des biogéocénoses changeantes, mais capables, grâce à l'autorégulation, de revenir à leur position de départ d'origine.

Dans la nature, les populations ne vivent pas isolées. Ils interagissent avec des populations d'autres espèces, formant avec elles des systèmes intégraux de niveaux encore plus élevés. supraspécifique niveau de l'organisation - communautés biotiques, écosystèmes.

Communauté (biocénose) est un ensemble d'espèces de plantes et d'animaux qui coexistent longtemps dans un certain espace et représentent une certaine unité écologique.

Ces formations se développent selon leurs propres lois. L’une des tâches principales de l’écologie est d’identifier ces lois ; pour découvrir comment l'existence et le développement durables des communautés sont maintenus, quel impact les changements de divers facteurs environnementaux ont sur elles.

Le fait que les communautés ne soient pas des formations aléatoires est démontré par le fait que des communautés similaires apparaissent dans des zones de situation géographique et de conditions naturelles similaires.

Exemple:

Les lacs de la zone médiane se caractérisent par une grande similitude de faune et de flore. Parmi la population de poissons, on trouve facilement des espèces aussi connues que le gardon, la perche, le brochet, la collerette, etc.

Une étude minutieuse révèle non seulement la similitude des espèces dans les biocénoses, mais également la similitude des connexions entre elles. Ces connexions sont extrêmement diverses. Les espèces incluses dans la communauté se fournissent mutuellement tout le nécessaire à la vie - nourriture, abri, conditions de reproduction. L'interaction des espèces garantit l'utilisation efficace des ressources communautaires et empêche une croissance incontrôlée du nombre de certains organismes, c'est-à-dire joue le rôle de régulateurs qui soutiennent le fonctionnement durable de systèmes naturels complexes.

La biogéocénose est un ensemble historiquement établi d'organismes vivants (biocénose) et d'environnements abiotiques, ainsi que la superficie de la surface terrestre (biotope) qu'ils occupent.

La frontière de la biogéocénose est généralement établie le long de la frontière de la communauté végétale (phytocénose) - la composante la plus importante de la biogéocénose.

Les communautés végétales n'ont généralement pas de frontières nettes et se transforment progressivement les unes dans les autres à mesure que les conditions naturelles changent.

Les zones de transition entre les communautés sont appelées écotones.

Exemple:

À la frontière des forêts et de la toundra, au nord de notre pays, se trouve une zone de transition - forêt-toundra. On y alterne forêts, arbustes, tourbières à sphaignes et prairies. A la frontière de la forêt et de la steppe se trouve une zone forêt-steppe. Les zones les plus humides de cette zone sont occupées par la forêt, tandis que les zones les plus sèches sont occupées par la steppe.

Non seulement la composition de la végétation change d'un site à l'autre, mais aussi le monde animal, les caractéristiques des échanges matériels et énergétiques entre les organismes et leur environnement physique.

Un écosystème (du grec oikos - habitation et systema - association) est toute communauté d'organismes vivants ainsi que leur habitat physique, unis par le métabolisme et l’énergie en un seul complexe.

La prise en compte d'un écosystème est importante dans les cas où nous parlons des flux de matière et d'énergie circulant entre les composants vivants et non vivants de la nature, de la dynamique des éléments qui soutiennent l'existence de la vie et de l'évolution des communautés. Ni un organisme individuel, ni une population, ni une communauté dans son ensemble ne peuvent être étudiés indépendamment de l'environnement. Un écosystème est essentiellement ce que nous appelons la nature.

Exemple:

Un exemple d'écosystème est un étang, comprenant la communauté de ses habitants, les propriétés physiques et la composition chimique de l'eau, les caractéristiques de la topographie du fond, la composition et la structure du sol, l'air atmosphérique interagissant avec la surface du l'eau et le rayonnement solaire.

L'écosystème et la biogéocénose sont des concepts proches, mais si le terme « écosystème » convient pour désigner des systèmes de tout rang, alors la « biogéocénose » est un concept territorial, faisant référence aux zones terrestres occupées par certaines unités de couverture végétale - les phytocénoses.

Faites attention!

Tous les écosystèmes ne sont pas une biogéocénose, mais chaque biogéocénose est un écosystème.

L'écosystème est un concept très large et s'applique aussi bien aux complexes naturels (par exemple, toundra, océan) qu'artificiels (par exemple, un aquarium).

Tout espace limité contient généralement de nombreuses espèces entre lesquelles des relations constantes et complexes ont été établies. En d’autres termes, différents types d’organismes existant dans un certain espace avec un complexe de conditions physico-chimiques forment un système complexe qui persiste plus ou moins longtemps dans la nature. En écologie, on les appelle écosystèmes (A. Tansley, 1935) ou biogéocénoses (V.N. Sukachev, 1940).

Biogéocénose est une communauté historiquement établie d’organismes de différentes espèces (biocénose),étroitement liés les uns aux autres et à la nature inanimée environnante (biotope) métabolisme et énergie (Fig. 1 et 2).

Figure 1. Principaux composants de l'écosystème. Les flèches claires montrent le flux d'énergie, les flèches noires montrent le cycle des nutriments.

Riz. 2.L'énergie circule du Soleil à travers les plantes vertes jusqu'aux animaux

La biogéocénose est spatialement limitée et relativement homogène tant dans la composition spécifique des êtres vivants que dans l'ensemble des facteurs abiotiques.

L'approvisionnement constant en énergie solaire détermine son existence en tant que système intégral.

Le rôle actif de premier plan dans les processus d'interaction entre les composants de l'écosystème appartient aux êtres vivants, c'est-à-dire la biocénose. Fonctionnellement, ils sont divisés en trois groupes - producteurs, consommateurs Et décomposeurs, qui sont en étroite interaction les uns avec les autres et avec la nature inanimée (biotope) et unis par des liens alimentaires.

Producteurs constituent un groupe d'organismes autotrophes qui, en consommant les minéraux du biotope et l'énergie du soleil, créent matière organique primaire. Ce groupe comprend les plantes et certaines bactéries.

Décomposeurs- ce sont des organismes qui décomposent les restes d'organismes mourants, décomposent les substances organiques en substances inorganiques et renvoient ainsi au biotope les substances minérales « éliminées » par les producteurs. Par exemple, il s'agit de certains types de bactéries et de champignons unicellulaires.

Riz. 3.Un petit étang d'eau douce comme exemple d'écosystème : 1 - composés minéraux et organiques de base ; 2 - plantes à racines et phytoplancton - producteurs ; 3 - le zooplancton et les formes de fond (herbivores), consommateurs primaires ; 4 - carnivores, consommateurs secondaires ; 5 - carnivores secondaires, consommateurs tertiaires ; 6 - bactéries et champignons, destructeurs

C'est ainsi que se produit la circulation des substances dans la biogéocénose (voir Fig. 1), dont la constance est la clé de l'existence à long terme de l'écosystème, malgré l'apport limité de substances minérales qui y sont contenues.

Riz. 4.Schéma des connexions alimentaires entre organismes de biogéocénose des prairies

Chaque biogéocénose naturelle est un système qui s'est développé sur plusieurs milliers et millions d'années. Tous ses éléments sont « ancrés » les uns dans les autres, ce qui garantit la résistance aux changements environnementaux. Cependant, la « force » des systèmes écologiques n'est pas illimitée : des changements brusques et profonds des conditions naturelles, une réduction du nombre de certaines espèces d'organismes (par exemple, du fait d'une pêche illimitée d'espèces commerciales) peuvent bouleverser l'équilibre dans la biogéocénose et conduire à sa destruction.

Dans les territoires de notre planète utilisés par l'homme à des fins agricoles (cultures, plantation de plantes cultivées), des communautés particulières d'organismes se développent - agrobiocénoses. Contrairement aux biogéocénoses naturelles, les producteurs (plantes) sont représentés ici par un type de culture cultivée par l'homme, ainsi que par un certain nombre d'espèces de mauvaises herbes. Le couvert végétal détermine la composition spécifique des animaux herbivores (insectes, oiseaux, rongeurs, etc.) capables de se nourrir de ces plantes et de vivre dans les conditions de leur culture. Ces conditions déterminent l’existence d’autres espèces de plantes, d’animaux, de champignons et de micro-organismes.

L'agrobiocénose dépend de l'activité humaine (labour mécanique, fertilisation, traitement aux pesticides, irrigation, etc.) et se caractérise par une faible stabilité - sans intervention humaine, elle s'effondrera très rapidement. Cela est dû en partie au fait que les plantes cultivées sont beaucoup plus exigeantes que les plantes sauvages et ne résisteront pas à leur concurrence.

Un autre type d'écosystèmes anthropiques est particulièrement intéressant - urbain biogéocénoses, par exemple les parcs. Tout comme pour les agrobiocénoses, les principaux facteurs environnementaux sont anthropiques. Une personne détermine la composition en espèces des plantes dans les plantations et les traite et en prend constamment soin. Dans les villes, les changements de l'environnement extérieur sont les plus prononcés - une augmentation de la température (de 2 à 7 ° C), des caractéristiques de la composition atmosphérique et du sol, un régime unique d'éclairage, d'humidité et d'action du vent. Tout cela forme des biogéocénoses urbaines.