Реферат на тему:
«Квартира як біогеоценоз»
ЗМІСТ
Вступ
1 Поняття і структура біогеоценозу
2 Квартира як біогеоценоз
2.1 Компоненти біогеоценозу
2.2 Перетворення речовин і потік енергії в біогеоценозі
2.3 Динаміка біогеоценозу
Висновок
Використана література
ВСТУП
Біогеоценози - елементарні одиниці біосфери. Масштаби біогеоценозів в природі надзвичайно різні. Неоднакова також ступінь замкнутості підтримуваних в них кругообігів речовини, тобто багаторазовість залучення одних і тих самих атомів в цикли.
У відповідності з ієрархією спільнот життя на Землі виявляється і в ієрархічності відповідних біогеоценозів. Така організація життя є одним з необхідних умов її існування.
Запаси біогенних елементів, з яких будують тіла живі організми, на Землі в цілому і на кожній конкретній ділянці її поверхні небезмежні. Лише система кругообігів могла надати цим запасам властивість нескінченності, необхідне для продовження життя. Для підтримки круговороту речовин у системі необхідна наявність: запасу неорганічних молекул в засвоєній формі; трьох функціонально різних екологічних груп організмів - продуцентів, консументів і редуцентів. Підтримувати і здійснювати кругообіг можуть тільки функціонально-різні групи організмів. Таким чином, такі властивості екосистем як функціонально-екологічне різноманітність живих істот, організація потоку витягаються з навколишнього середовища речовин у цикли, а також здатність протистояти зовнішнім впливам - найдавніші властивості життя, що забезпечують існування біогеоценозів.
1 ПОНЯТТЯ І СТРУКТУРА БІОГЕОЦЕНОЗУ
Елементарної структурною одиницею біосфери є біогеоценоз. Це поняття було введено В.М. Сукачовим в 1940 р. Він прийшов до висновку про те, що в природі існують системи, що поєднують біотичні та абіотичні компоненти. Ці системи приурочені до певної території, званої екотопів. Єдність біоценозу і екотопах створює природний комплекс, який В. М. Сукачов назвав біогеоценозом. За його визначенням, біогеоценоз-це сукупність на відомому протязі земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, рослинності, тваринного світу та світу мікроорганізмів, грунту і гідрологічних умов), яка має свою особливу специфіку взаємодій цих становлять її компонентів і певний тип обміну речовиною та енергією їх між собою і з іншими явищами природи і яка представляє собою внутрішньо суперечливе діалектичну єдність, що знаходиться в постійному русі, розвитку.
Біогеоценоз складається з ряду компонентів, які забезпечуютьб існування один одного:
1. Спільноти рослинних організмів, що забезпечує органічною речовиною і енергією все живе тут населення - продуцентів, тобто фітоценозу.
2. Біокомплексу тварин організмів (безхребетних і хребетних), що мешкають в грунті і пригрунтовому середовищі і живуть за рахунок поживних речовин, створених продуцентами - консументів, тобто зооценозу.
3. Мікроорганізмів (бактерій, грибів, актиноміцетів і т.д.), що живуть у грунті, у повітряному і водному середовищі і розкладають органічні сполуки до мінімального стану - редуцентів, тобто мікробіоценозу.
Ці три тісно пов’язані між собою біологічних компонента біогеоценозу утворюють єдність вищого рангу - біоценоз. Таким чином, біоценозом називається вся сукупність живих істот, властивих певній ділянці земної поверхні і пристосованих до спільного проживання на даній території з однорідними умовами існування.
4. Грунтового покриву з підгрунтовими шарами материкової породи і грунтово-грунтовими водами - едафотоп.
5. Атмосфери, що містить біогенні гази - кисень і вуглекислий газ, - атмосферну вологу і такі фактори зовнішнього середовища, як освітленість, температура, опади і т.д. - Кліматопа.
Останні два компоненти біогеоценозу - едафотоп і кліматоп - також взаємодіють один з одним і утворюють систему, звану екотопів.
Всі перераховані компоненти будь-якого біогеоценозу тісно пов'язані між собою єдністю і однорідністю території, загальним потоком енергії, обміном і кругообігом біогенних хімічних елементів, сезонними змінами кліматичних умов, трофічними відносинами, чисельністю і взаємної пристосованістю різноманітних видових популяцій фототрофних і гетеротрофних організмів.
Кожен природний біогеоценоз являє собою саморегулюючу систему, яка склалася в результаті багатьох тисяч і мільйонів років і володіє здатністю трансформувати речовина і енергію у відповідності зі своєю структурою та динамікою. Така система шляхом саморегулювання здатна значною мірою протистояти як змін навколишнього середовища, так і різких змін у чисельності тих чи інших організмів.
Розміри конкретних біогеоценозів варіюють у досить широких межах: у пустелях площа біогеоценозу становить сотні тисяч квадратних метрів, площа одного лісового біогеоценозу - зазвичай від кількох сотень до кількох десятків тисяч квадратних метрів, лугові і степові ще менше - до кількох десятків, рідко - сотень квадратних метрів . Як правило, різких меж між біогеоценозами не існує, а один поступово переходить в інший.
У різній літературі замість біогеоценозу широко поширений інший термін, близький до біогеоценозу за своїм змістом, - екосистема (екологічна система), під яким розуміють функціональну систему, що включає в себе спільноту живих істот і їх середовище проживання. Термін «екосистема» запропонував англійський еколог А. Тенслі в 1935 р. Поняття «екосистема», на відміну від «біогеоценозу», більш загальне і менш визначене. Екосистемою можна вважати як ставок, так і океан, як пень дерева з його мешканцями, так і всю біосферу земної кулі. Деякі вчені вважають, що біогеоценоз - це екосистема, межі якої визначені фітоценозів. Іншими словами, біогеоценоз - окремий випадок, певний ранг екосистеми. Це замкнута і здатна до саморегуляції екосистема.
Замкнутої називають таку екосистему, в якій речовина циркулює від продуцентів до редуцентам по колу і саме в межах даної екосистеми. Наприклад, в озері біогенні елементи багаторазово проходять по одному і тому ж колу: водорості - зоопланктон - риба - бактерії - мінеральні біогенні речовини - знову водорості.
У відкритих екосистемах речовина по колу не звертається. Наприклад, в екосистемах окремого дерева гусінь з'їдає листя продуцента; саму ж гусінь ловлять птахи й відносять у свої гнізда на інші дерева. Таким чином, речовина з даної системи витягується і переноситься в іншу систему.
Механізм саморегуляції в екосистемах здійснюється за принципом негативного зворотного зв'язку. Цей принцип у спрощеному варіанті можна уявити собі у вигляді системи «хижак - жертва», яка постійно підтримується в рівноважному стані. Якщо з якихось причин зменшується чисельність жертви, то через нестачу їжі з часом зменшується й чисельність хижака. Зниження чисельності хижака відповідно приводить до зменшення тиску на жертву, чисельність якої збільшується. Це знову створює умови для збільшення чисельності хижака. Таким чином, система «хижак - жертва» саморегулюється, тобто утримується в рівноважному стані. При цьому чисельність жертви й хижака постійно коливається біля якогось середнього значення.
2 КВАРТИРА ЯК БІОГЕОЦЕНОЗ
2.1 Компоненти біогеоценозу
Що ж являє собою біогеоценоз квартири? Перш за все, необхідно виділити риси, які відрізняють такий біогеоценоз від природного:
1. Штучне створення біогеоценозу.
2. Нестійкість біогеоценозу. Такий біогеоценоз не здатний до самовідновлення.
3. Різко знижений біорізноманіття.
4. Домінування видів рослин і тварин, які не перебувають під впливом природного відбору.
5. Чільна роль людини у підтримці біогеоценозу.
6. Поява нових чинників, що впливають на стан біогеоценозу. Їх прояв обумовлено діяльністю людини.
7. Отримання енергії не тільки від сонця, але і від людини.
8. Спрощення трофічних зв'язків.
Будь-який біогеоценоз складається з біоценозу та біотопу. Так як біоценоз - це вся сукупність організмів, що населяють певну ділянку території з однорідними умовами існування, то біоценоз квартири представлений всіма живими організмами, що знаходяться в її межах.
Фітоценоз квартири різко відрізняється від будь-якого природного фітоценозу. Взагалі фітоценозів називається закономірне поєднання різних видів рослин, що склалося під впливом певних умов існування, обумовлене історичним розвитком, екологічними умовами, взаємодією видів, їх здатністю до відновлення і впливу на середовище. Фітоценоз квартири створений штучно і представлений в основному різними кімнатними рослинами. У такому випадку роль фітоценозу як головного, що визначає можливість існування в ньому та інших організмів не є глобальною. Не дивлячись на це, фітоценоз квартири виконує ряд функцій: це насичення повітря киснем у результаті фотосинтезу, забезпечення терморегуляції рослинами в межах квартири, естетичне значення кімнатних рослин.
Взагалі саме кімнатна рослина з грунтом, в якій воно виростає, або акваріум можна розглядати як біогеоценози, що входять до біогеоценоз більш високого рангу (квартиру).
Рослини можуть існувати тільки за рахунок постійного надходження в них вуглекислого газу, води, кисню, мінеральних солей. Гетеротрофи живуть за рахунок автотрофів, але потребують надходження таких неорганічних сполук, як кисень і вода.
У будь-якому конкретному місцеперебуванні запасів неорганічних сполук, необхідних для підтримання життєдіяльності населяють його організмів, вистачило б ненадовго, якщо б ці запаси не поновлювалися.
Якщо розглядати квартиру як біогеоценоз, то людина є компонентом його біоценозу. У такому разі, саме людина забезпечує підтримку біогеоценозу, регулюючи його баланс випадковим чином або навмисно.
Таким чином, за відсутності в даному біогеоценозі таких факторів зовнішнього середовища, як опади, атмосферна волога, дефіцит води і мінеральних речовин у рослин компенсує людина своїм безпосереднім втручанням.
Зооценоз представлений домашніми вихованцями (собаками, кішками, акваріумними рибками, папугами і багатьма іншими тваринами), а також різними безхребетними. Мікробіоценоз становлять усі мікроорганізми, що живуть в повітрі, воді, на різних поверхнях у квартирі, в грунті кімнатних рослин і т.д.
Що стосується біотопу, то він теж є незвичайним за своїм складом. Грунтовий покрив з підгрунтовими шарами материкової породи і грунтово-грунтовими водами відсутня. Як зазначалося раніше, зникає вплив деяких факторів зовнішнього середовища, таких як опади, атмосферна волога, вітер. Але з'являються інші чинники, що безпосередньо впливають на стан біогеоценозу квартири.
Наприклад, поєднання сонячного і штучного світла. При цьому частка штучного світла часто набагато більше частки сонячного. А в квартирах, що знаходяться в затіненій стороні будинку, штучне освітлення може бути цілодобовим. Як відомо, рослини і тварини активно реагують не стільки на інтенсивність світлового фактора, скільки на співвідношення між тривалістю періоду освітленості і темряви протягом доби, тобто живі організми здатні «вимірювати час», визначати кількісні параметри освітленості. Це властивість організму отримало назву фотопериодизмом. Фотоперіодизм - найважливіший сигнальний фактор, що регулює і керуючий ритмікою добової і сезонної життєдіяльності організмів. За необхідності тривалості світлового періоду всі рослини поділяють на дліннодневние (необхідно не менше 12 год світлового часу), рослини короткого дня (не менше 12 год темнового періоду) і нейтральні (розвиток генеративних органів відбувається як при довгому, так і при короткому дні). Штучне освітлення при необхідності дає можливість збільшити або зменшити довжину світлового дня, що навіть взимку дозволяє вирощувати декоративні рослини, прискорювати ріст і розвиток розсади і т.д. І навпаки, затінення рослин улітку прискорює появу квіток або насіння позднецветущіх осінніх рослин.
Різна техніка (комп'ютер, телевізор, мікрохвильова піч, мобільний телефон) створюють потужний електромагнітний фон у квартирі. А, як відомо, електромагнітне випромінювання згубно діє на живі організми. Це один з найвагоміших чинників, що впливають на біогеоценоз квартири.
Що стосується температури, то вона в квартирі регулюється штучно і є величиною більш-менш постійною, яка варіює в невеликих межах.
Також присутній такий чинник впливу на біогеоценоз як шум. Шум виникає внаслідок коливань змін тиску повітря. Взагалі шум - це хаотичне нагромадження звуків різної частоти, сили, висоти, тривалості, які виходять за межі звукового комфорту. Вимірюють шум у белах і децибелах. Рівень шуму природного середовища становить 30-60 децибел. А в квартирі він може доходити до 100 децибел і перевищувати його. Вчені вважають, що верхня межа шуму для квартир - 40 децибел.
Не можна забувати про шкідливий вплив на даний біогеоценоз різноманітних синтетичних засобів, аерозолів і т.д., що використовуються людиною в побуті.
2.2 Перетворення речовин і потік енергії в біогеоценозі
Розглянутий біогеоценз, як і інші, підпорядковується двом фундаментальним законам природи: першому і другому законам термодинаміки:
Перший закон термодинаміки - енергія не зникає і не з'являється. Вона переходить з однієї форми в іншу. Загальна сума енергії залишається постійною. Наприклад, світло переходить в тепло, сонячна енергія переходить в енергію хімічних сполук.
Другий закон термодинаміки - ефективність переходу енергії з однієї форми в іншу ніколи не буває 100%. Всі форми енергії намагаються перейти в менш організовану, більш хаотичну форму (ентропію). Цей закон ще іноді називають законом ентропії. Ентропія - це міра хаосу, міра невпорядкованості. Організми здатні підтримувати складну структуру, впорядкованість. Але для цього необхідно, щоб до них постійно надходила енергія.
У природних біогеоценозах процес утворення енергії в живих організмах і її подальше перетворення можна представити таким чином: СО2 + Н2О + світло + хлорофіл → АТФ → органічна речовина → дихання → СО2 + Н2О + АТФ → зростання, розвиток, розмноження та ін
Шлях, по якому можна простежити, як передається енергія в біогеоценозах від одного організму до іншого, називають ланцюгом харчування. Місце кожного організму в цій ланцюга називають трофическим рівнем.
Трофічні рівні і супутні їм енергетичні зв'язки і відносини складають структуру біогеоценозу. У ньому постійно відбувається перенесення речовин і енергії, укладеної в їжі, спочатку створеної переважно зеленими рослинами шляхом поїдання одних організмів або продуктів їхньої життєдіяльності іншими. Так, шляхом з'єднання між собою окремих ланок утворюється ланцюг живлення. У біогеоценозі звичайно формується кілька харчових ланцюгів, які не ізольовані одна від одної, а тісно переплітаються, утворюючи харчову або трофічну мережу.
Найважливіша особливість організації біогеоценозу - послідовний розподіл всіх компонентів трофоенергетіческім рівнями ланцюгів живлення та їх взаємопов'язаним сполученням - харчовим (кормовим) мереж, які представляють собою єдину функціональну систему обміну речовин і енергії в його рамках. Але такі закономірності перетворення речовин і потоку енергії характерні для природного біогеоценозу.
За рахунок того, що квартира - штучно створений біогеоценоз, багато трофічні зв'язки, характерні для природного біогеоценозу, у ньому порушені. Припустимо, якісь трофічні рівні можуть бути випущені з ланцюга харчування. Ланцюги живлення є обірваними або більше короткими, більшою мірою, ізольованими один від одного. Як вже говорилося раніше, все це пов'язано з тим, що підтримка балансу біогеоценозу в даному випадку залежить від людини, адже включення нових компонентів в харчові ланцюги здійснює саме він.
2.3 Динаміка біогеоценозу
У біоценозах, як і в цілому в природі, постійно відбуваються зміни. У розглянутому біогеоценозі вони теж мають місце. Ці зміни можуть бути, по-перше, циклічними (добова періодичність, сон і неспання, розкривання та закривання квітів і т.д.). Для такого біогеоценозу характерні ендогенні добові ритми, коли при повному сталості зовнішніх умов у виду тривалий час продовжують зберігатися цикли, близькі по періоду до добових. При цьому добова циклічність життєдіяльності перейшла під вроджені, генетичні властивості виду. Це циркадні ритми. Але зовнішній добовий цикл може частково впливати на тривалість вродженого циркадного ритму. Так, при розселенні тварин і рослин в нові умови з іншого ритмікою дня і ночі відбувається поступова перебудова циркадного ритму.
Під час циклічних змін відбуваються зміни в біотопі, але вони не призводять до зміни одного біоценозу іншим. У природних біогеоценозах спрямовані нециклічні зміни виникають внаслідок руйнування біотопу, і тоді один біогеоценоз змінюється іншим.
У даному біогеоценозі нециклічні зміни теж відбуваються, але вони не приводять до повної зміни біогеоценозу. Такі зміни, як обговорювалося раніше, здійснює людина. Вони призводять до заміни одних компонентів біогеоценозу іншими, але не більше.
ВИСНОВОК
Порівнюючи природний 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 до самовідтворення, з повноцінним обміном речовин і енергії. Компоненти його біоценозу підвладні природному відбору.
А розглянутий біогеоценоз є нестійким, він не здатний до самовідновлення. У ньому знижено біологічне 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 нових факторів, що впливають на стан системи в цілому. У даному біогеоценозі порушені трофічні зв'язки, ланцюги живлення обірвані або з них випущені деякі трофічні рівні. У ньому, як і в будь-якому іншому біогеоценозі, постійно відбуваються зміни. Існують циклічні та нециклічні зміни. Нециклічні зміни в даному випадку обумовлені діяльністю людини. Весь баланс біогеоценозу підтримує чоловік. Практично всі зміни, що відбуваються усередині системи, відбуваються завдяки його впливу. Таким чином, саме людина є чільним фактором, що обумовлює стан такого біогеоценозу як квартира.
Використана література
1. Букварева Є. Н., Алещенко Г. М. Завдання оптимізації взаємодії людини і живої природи і стратегія збереження біорізноманіття / / Успіхи сучасної біології. - 1994. - Т. 114. - С. 133-143.
2. Вернадський В. І. Жива речовина біосфери. - М.: Наука, 1994. - 672 с.
3. Вронський В. А. Прикладна екологія: 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. Екологічне мислення і моральність - основа людської орієнтації в сучасних умовах взаємовідносини суспільства і природи / / Історія взаємодії суспільства і природи: факти і концепція. - М., 1990. - Ч. 2. - З 54-55.
7. Кондратьєв К. Я. Глобальна екологія. - 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.