Биоценоз — это самоподдерживающаяся, саморегулирующаяся система, состоящая из определенного комплекса видов, в которой осуществляется круговорот веществ и энергии.
К важнейшим характеристикам биоценоза относятся:
• видовое разнообразие;
• численность видовых популяций;
• биомасса;
• биологическая продуктивность
Биоценоз включает все популяции разных видов, характеризующихся определенным отношениями, как между собой, так и с неорганической средой на определенной территории. Видовое разнообразие биоценоза определяется тем, какие организмы встречаются в данной местности.
Различают бедные и богатые видами биоценозы. В биоценозах с крайним дефицитом тепла, в безводных жарких пустынях, в водоемах, сильно загрязненных сточными водами, т.е. там, где один или сразу несколько факторов среды значительно отклоняются от оптимального уровня, сообщества сильно обеднены. Невелико разнообразие видов и в тех биоценозах, которые часто подвергаются катастрофическим воздействиям (разливы рек, распахивание земель, применение пестицидов и др.). Там, где условия среды приближаются к оптимальным по большинству экологических факторов, сообщества обладают видовым разнообразием (тропические леса, коралловые рифы и др.). Видовой состав биоценозов зависит также от длительности их существования. Молодые, только сформировавшиеся биоценозы обычно имеют меньшее число видов, чем давно сложившиеся.
Разнородность видового состава биоценозов создается как биотическими факторами, так и самими живыми организмами. Каждый вид создает условия для закрепления в биоценозе и других видов, связанных с ним трофическими и топическими взаимоотношениями. Например, суслики, осваивающие новые места обитания, могут привлечь туда хищников, для которых они служат привычной добычей, а также около 50 видов своих паразитов и сотни видов норовых сожителей. Для животных дополнительное разнообразие среды создает растительность. Чем сильнее она развита и чем более разнообразна, тем более многообразны микроклиматические условия в биоценозе, тем больше видов животных он может вместить.
Важной характеристикой биоценозов является количественное соотношение видов. Виды, входящие в состав биоценоза, всегда значительно различаются по численности. Одни из них встречаются редко, другие настолько часто, что определяют внешний облик биоценоза. Например, ковыль в ковыльной степи, хвойные деревья в хвойном лесу и лиственные — в лиственном.
Виды, преобладающие по численности, являются доминантными. Доминанты господствуют в сообществе и составляют его «видовое ядро». Однако не все доминантные виды одинаково влияют на биоценоз. Среди них выделяются те, которые своей жизнедеятельностью создают среду для всего сообщества, и без которых существование большинства других видов невозможно. Удаление такого вида из биоценоза обычно вызывает изменение среды, в частности, микроклимата биотопа. Например, в наземных биоценозах такими видами чаще всего выступают растения; в еловых лесах - ель, в сосновых — сосна, в степях — злаки. Редкие и малочисленные виды также важны для жизни биоценоза: они создают его видовое разнообразие, увеличивают количество биоценотических связей, служат резервом для наполнения и замещения доминантов, т.е. придают биоценозу устойчивость в разных условиях.
Видовой состав сообщества и численность отдельных видов определяются условиями среды. Чем специфичнее условия среды, тем беднее видовой состав и выше численность отдельных видов. В наиболее богатых видами биоценозах практически все виды малочисленны. В тропических лесах редко можно встретить рядом несколько деревьев одной породы. Такие биоценозы обычно отличаются высокой стабильностью.
Для оценки роли отдельного вида в видовой структуре биоценоза используют разные показатели: обилие вида, частота встречаемости, степень доминирования. Сопоставляя общие характеристики разнообразия, количественные отношения наиболее массовых видов, обилие редких форм и другие показатели, можно получить удовлетворительное представление о специфике видовой структуры биоценозов.
Биомасса — это энергия всей совокупности особей биоценоза, выраженная в граммах или в килокалориях. При определении биомассы исходят из того, что при расщеплении 1 г белка образуется 4 ккал, 1 г углеводов — 4 ккал., 1 г жиров - 9 ккал энергии. В среднем же 1 грамм сухого органического вещества при сгорании дает 4,5 ккал энергии.
Главными производителями биомассы являются аутотрофные организмы — растения. Их называют продуцентами. В результате фотосинтеза солнечная энергия превращается в энергию связей и накапливается в растительной биомассе. Затем энергия, накопленная растениями, переходит в энергию гетеротрофных организмов (консументов) первого (растительноядные животные) и последующих порядков (плотоядные животные).
Биологическая продуктивность — это скорость образования биомассы. Различают первичную продуктивность — скорость образования биомассы растениями — и вторичную продуктивность - скорость образования биомассы животными. Биологическая продуктивность подсчитывается в граммах или в килокалориях с единицы площади за год.
Биомасса и биологическая продуктивность значительно отличаются в различных биоценозах. Например, 1 га соснового леса производит в год 6,5 т биомассы, а плантация сахарного тростника - 34 - 78 тонн. В целом, первичная продуктивность лесов земного шара наибольшая по сравнению с другими формациями.