Схема взаимодействий компонентов биогеоценоза («Звезда Сукачева»)

Геоботаника как наука и учебная дисциплина. Место геоботаники в системе биологических наук. Цель и задачи геоботаники, основные разделы.

Геоботаника – наука о растительном покрове Земли как совокупности растительных сообществ, или фитоценозов. Состоит из 2 разделов: фитоценологии и географии растительности.

Фитоценология – наука о фитоценозах.

География растительности – наука о закономерностях географического распределения синтаксонов (растительных сообществ различного ранга) по поверхности Земли.

Геоботаника включает в себя и экологию (демэкологию и синэкологию), т.к. изучает вопросы взаимоотношений популяций видов и растительных сообществ с окружающей средой; и в тоже время именно по этим разделам геоботаника входит в экологию. Геоботаника делится на:

Общую - рассматривает общие закономерности состава, структуры, динамики и географии растительных сообществ

Специальную - изучает особенности тех же свойств фитоценозов применительно к отдельным типам растительности: лесную растительность изучает лесоведение, растительность тундры – тундроведение, лугов – луговедение, болот – болотоведение, определением условий среды по растительности занимается индикационная геоботаника.

- в 1910г. геоботаника вышла из ботанической географии как самостоятельная наука

-составляющие науки

Ботаническая география

Геоботаника

География растений

фитоценология

География растительности

Флористика

Хорология

Флорогенетика

Цель геоботаники – познание причин и закономерностей формирования взаимоотношений растительных сообществ с условиями местообитания.

Основные задачи геоботаники:

1. Изучение состава и структуры фитоценозов.

2. Изучение экологии фитоценозов и их динамики.

3. Выяснение зависимости фитоценотического состава растительного покрова, флористического состава фитоценозов и их структуры от биотических и абиотических факторов, воздействия человека.

4. Анализ фитоценотических отношений между популяциями растений и взаимоотношений растительных сообществ с условиями местообитания

5. Классификация, география и картографирование растительности.

6. Хозяйственная характеристика различных форм растительности и выявление путей их рационального размещения и устойчивого использования.

2. Понятие о фитоценозе.Объект фитоценологии. Свойства фитоценозов. Концепция (парадигма) континуума. Понятие «биогеоценоз», "биоценоз", "экотоп", "биотоп". Фитоценоз как центральный компонент биогеоценоза. Схема взаимодействий компонентов биогеоценоза: «звезда Сукачева».

Основной объект фитоценологии – фитоценоз.

Фитоценоз – совокупность популяций видов растений, которые связаны с условиями среды и между собой в границах более или менее однородного по экологическим режимам участка территории или акватории. Элементарная форма растительности.

Фитоценоз является частью биогеоценоза, его основным энергетическим блоком, аккумулирующим солнечную энергию.

Биогеоценоз – взаимообусловленный комплекс живых и косных (абиотических, неживых) компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии; является экосистемой, которая по границам совпадает с фитоценозом. Биогеоценоз состоит их биоценоза и экотопа.

Экотоп – определенный режим экологических факторов (воздушный, водный, температурный, минерального питания, температурно-радиационный и др.) на участке земной поверхности. Состоит из климатопа и эдафотопа и/или гидротопа.

Биоценоз – сообщество организмов в пределах биотопа. Биоценоз состоит из: фитоценоза, зооценоза и микробоценоза.

Биотоп – участок земной поверхности (суши или водоема) с однородными абиотическими условиями среды, т.е. экотоп, преобразованный живыми организмами (биоценозом).

Границы биогеоценоза определяются по горизонтали границами входящего в него фитоценоза, а по вертикали – высотой надземных органов растений и глубиной проникновения их подземных органов, а также микроорганизмов.

Схема взаимодействий компонентов биогеоценоза («Звезда Сукачева»)

→Поток вещества и энергии

микробо ценоз

фито ценоз

зоо ценоз

климатоп

эдафотоп

Фитоценоз является центральным компонентам биогеоценоза по 2 причинам:

1. Он определяет границы биогеоценоза.

2. Является главным аккумулятором энергии и вещества в биосфере Земли. Доказательство: фитомасса составляет 95-98% всей биомассы планеты Земля.

Свойства Фитоценоза:

1. Континуум – свойство растительных сообществ (фитоценозов) постепенно переходить друг в друга (сменять друг друга во времени и пространстве).

2. Фитоценоз является материальной системой.

3. Фитоценоз – динамичная система, которая изменяется во времени и пространстве.

4. Фитоценоз – сложная система, для которой характерна вертикальная и горизонтальная неоднородность.

5. Фитоценозу присуща эмергентность – степень несводимости свойств сложной системы (фитоценоза) к свойствам отдельных ее элементов (популяций видов растений, входящих в данный фитоценоз). У разных сообществ разный уровень эмергентности: у разомкнутых сообществ аридных зон (пустынь) она приближается к нулю, и сообщество можно рассматривать как простую сумму популяций; у сомкнутых фитоценозов с интенсивной интерференцией (конкуренцией) и дифференциацией ниш эмергентность повышается.

6. Фитоценозам присуще адекватное поведение (реакция), стратегия которого направлена на выживание, оптимальное размещение популяций видов растений во времени и пространстве с целью максимального использования ресурсов окружающей среды.

7. Фитоценозам присуща относительная устойчивость к неблагоприятным условиям среды, которая реализуется за счет выработки адекватных адаптаций популяций видов растений, слагающих конкретный фитоценоз.

3. Этапы становления и развития геоботаники как науки.Смена концепций (парадигм).

1. Предыстория (допарадигмальный период).В этот период геоботаника была частью ботанической географии, не имела своего понятийного аппарата, четко поставленных задач. Этот период уходит своими корнями в 16 век и продолжался вплоть до 1910 г., когда состоялся 3 Международный ботанический конгресс в г. Брюссель, где впервые было сформулировано определение основного синтаксона (единицы классификации) растительности – ассоциации.

2. История (период парадигмы дискретности растительности, организмизма)(1910-1960-е). Данная парадигма была названа так потому, что в ее основе лежала идея сходства между фитоценозом и организмом (фитоценоз как аналог организма). Растительные сообщества рассматривались как результат коэволюции, т.е. эволюции посредством взаимного приспособления видов, уподобляя виды взаимосвязанным частям организма. Фитоценозы представлялись с четкими естественными границами, и считалось, что все фитоценозы можно объективно пересчитать, т.е. создать естественную классификацию фитоценозов.

3. Современный этап (период парадигмы континуума) (с 1970-х до наших дней). Растительность, рассматривается как непрерывная мозаика популяций видов растений, связанных условиями среды – в этом и заключается парадигма континуума. Основное различие двух концепций в том, концепция дискретности постулировала возможность создания объективной естественной классификации фитоценозов, т.е. количество фитоценозов конечно, т.к. есть четкие границы между ними, а континуалисты считают, что возможно создать только искусственную, субъективную классификацию растительности, которая необходима для удобства работы с растительными сообществами, т.к. фитоценозы постепенно (континуально) переходят друг в друга (сменяют друг друга во времени и пространстве) и поэтому границы между ними условны и зависят от того, в каком масштабе мы разобьем континуум фитоценозов на условно однородные части (синтаксоны).