По Сукачеву, биогеоценоз - биокостная система, состоящая из костной среды - экотопа и организмов, образующих биоценоз. В биоценоз входят: растительность (фитоценоз), животное население (зооценоз) и микроорганизмы (микробоценоз). Взаимодействие между организмами в биоценозе происходит не на уровне ценозов, а на уровне особей или между видовыми популяциями. Поэтому следует подчеркнуть, что биоценоз состоит из двух функционально различных трофических групп организмов: автотрофов и гетеротрофов (В.Н. Сукачев, 1964).
Автотрофы представлены преимущественно фототрофами главным образом растениями, способными на основании использования солнечных лучей создавать из воды и углекислого газа органическое вещество, и в гораздо меньшей степени хемотрофами – микроорганизмами, использующих энергию восстановленных химических соединений.
Гетеротрофы (животные, бактерии, актиномицеты, грибы, паразиты и сапрофитные растения) используют в качестве энергии органическое вещество, созданное автотрофами (Г.А. Работнов, 1983).
Пища, извлекаемая тем или иным способом из внешней среды, используется гетеротрофами на построение собственного тела и как источник энергии для различных форм жизнедеятельности. Таким образом, гетеротрофы используют энергию, запасенную автотрофами в виде химических связей синтезированных ими органических веществ. Гетеротрофы не могут существовать без автотрофов (И.А. Шилов, 2000).
Однако и автотрофы не могут существовать без гетеротрофов длительное время, поскольку гетеротрофы осуществляют минерализацию отмерших органов растений, а некоторые из них - фиксацию азота (Г.А. Работнов, 1983).
Биогеоценозы крайне разнообразны и в различной степени насыщены живыми организмами. Организмы населяют биосферу и входят в тот или иной биогеоценоз не в любом сочетании, а образуют определенное сообщество из видов, приспособленных к совместному обитанию. Общее число видов в биоценозах достигает многих десятков и сотен. Каждый вид внутри биоценоза занимает то положение, которое отвечает его жизненным потребностям. Поэтому положение вида в пространстве, его функционирующая роль в биоценозе, связи с другими видами и отношение к биотопам определяют экологическую нишу вида (А.Г. Банников, А.А. Ваулин, А.К. Рустамов, 1996).
Между отдельными видами существует разделение их по высоте – ярусность. Ярусность выражена и в травяных фитоценозах, она может быть вертикальной – прежде всего это дифференциация растений по высоте, а также распределение животных и микроорганизмов в надземной части сообщества. Горизонтальная ярусность биоценозов выражена мозаичностью и реализуется в виде неравномерного распределения отдельных видов по площади. Это определяется, прежде всего, особенностями микроклимата, почвенно–грунтовых условий, взаимоотношениями отдельных видов как внутри популяции, так и между собой (И.А. Шилов, 2000).
Биоценозы динамические системы, они находятся в постоянном развитии, им свойственна сукцессия. Суть этого явления в том, что под влиянием внутреннего развития биоценозов, их взаимодействия с окружающей средой они постепенно "стареют" и сменяются другими типами биоценозов.
Устойчивость природных биоценозов определяется тем, что слагающие их виды в процессе эволюции приспособились друг к другу на столько, что стали как бы заботиться о целостности, устойчивости, оптимальных условиях существования и структуре всего биоценоза (А.Г. Банников, А.А. Ваулин, А.К. Рустамов, 1996).
1.2 Сравнительная характеристика агроценозов и биоценозов
В природе все больше проявляются изменения, вызываемые сельскохозяйственной деятельностью человека в связи с увеличением потребностей в продовольствии и с ростом населения. В результате естественные (первичные) биоценозы вытесняются пашнями, садами, огородами, поливными лугами, искусственными пастбищами и возникают трансформированные экосистемы – агробиоценозы.
Агробиоценозами принято называть искусственные сообщества, формирующиеся в результате растениеводческой, животноводческой деятельности человека (А.Г. Банников, А.А. Ваулин, А.К. Рустамов, 1985).
В свете современных представлений агробиоценозы – вторичные, измененные человеком биогеоценозы, ставшие значительными элементарными единицами биосферы; их основу составляют искусственно созданные, как правило, обедненные видами живых организмов биотические сообщества. Эти сообщества формируют и регулируют люди для получения сельскохозяйственной продукции. Агроэкосистемы отличаются высокой биологической продуктивностью и доминированием одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных. Как экологические системы, агроэкосистемы неустойчивы: у них слабо выражена способность к саморегулированию, без поддержки человеком они быстро распадаются или дичают и трансформируются в естественные биоценозы (А.И. Черников, 2000).
Заслуживает внимание такое определение агроценоза – специальный вид экосистемы, на котором произрастают культурные растения, обитают другие виды растений и животных и происходит сложная цепь физических, химических трансформаций энергии и вещества (Р.А. Полуэктов, 2000).
Все агроценозы – поля, сады, огороды, культурные пастбища – с позиции экологии специально поддерживаются человеком на начальных стадиях формирования агроэкосистемы, поскольку эта молодая стадия сукцессии дает наиболее высокую чистую продукцию.
В результате вмешательства человека в процессы, идущие в экосистеме, в ее функционировании возникают отдельные помехи, поэтому и создаются агроэкосистемы, не способные к самовозобнавлению, саморегулированию и крайне неустойчивые. Антропогенное вмешательство вызывает соответствующие помехи в механизмах передачи обратных связей между биологическими компонентами экосистемы, но только неустанная забота о них со стороны человека позволяет им существовать (А.Г. Банников, А.А. Ваулин, А.К. Рустамов, 1996).
Естественные экосистемы выполняют три жизнеобеспечивающие функции (место, средство и условия жизни). Агроэкосистемы в отличие от них формируются для получения максимально возможного количества продукции, служащей первоисточником пищевых, кормовых, лекарственных и сырьевых ресурсов, то есть функции агроэкосистемы ограничиваются предоставлением средств жизни (А.И. Черников, 2000
1 Отличительные признаки биогеоценозов и агробиоценозов (по А.Г. Банникову, А.К. Рустамову)
| Биоценозы | Агробиоценозы |
| 1. Первичные, естественные элементарные единицы биосферы, сформировавшиеся в ходе эволюции. | 1. Вторичные, трансформированные человеком искусственные элементы биосферы. |
| 2. Сложные системы со значительным количеством видов животных и растений, в которых господствуют популяции нескольких видов. Для них свойственно устойчивое динамическое равновесие, достигаемое саморегуляцией. | 2. Упрощенные системы с господством популяций одного вида растений и животного. Они неустойчивы и характеризуются непостоянством структуры их биомассы. |
| 3. Продуктивность определяется приспособительными способностями организмов, участвующих в круговороте веществ. | 3. Продуктивность определяется законами и зависит от экологических и технических возможностей. |
| 4. Первичная продукция используется консументами и редуцентами и участвует в круговороте веществ. "Потребление" происходит почти одновременно с "производством" | 4. Урожай собирается для удовлетворения потребностей человека и на корм скоту. Живое вещество некоторое время накапливается, не расходуясь. Наиболее высокая продуктивность развивается лишь на короткое время. |
Для создания высокопродуктивной и устойчивой экосистемы необходимо поддерживать максимально возможное разнообразие биогеоценозов, создавая оптимальный ландшафт. Агроценозы, должны быть разнообразны, и содержать такие компоненты, как лесные полосы, перелески, живые изгороди. Все неудобные земли рекомендуется использовать под зеленые насаждения, парки. Среди высокопродуктивных агроценозов следует сохранять как можно больше природных участков различного масштаба с естественными нетронутыми биогеоценозами, где с максимальной полнотой осуществляется биотический круговорот веществ и охраняется ценный генофонд (А.Г. Банников, А.А. Ваулин, А.К. Рустамов, 1996).
1.3 Влияние удобрений на состав луговых фитоценозов
Отдельные виды луговой растительности различно реагируют на удобрения, что определяется несколькими причинами. Удобрения вносят на поверхность луга, они растворяются в воде, содержащейся в почве и поступающей из вне главным образом с атмосферными осадками, и в растворенном виде проникают в почву. Формируется особый поверхностный биогеоценотический почвенный горизонт, периодически обогащающийся элементами минерального питания. Естественно, что растения с более развитой поглощающей корневой системой, расположенной близ поверхности почвы, способны поглощать большее количество элементов минерального питания, содержащихся в удобрениях, что определяет увеличение их конкурентной способности в данных условиях.
При длительном внесение удобрений луговые растения, во всяком случае, некоторые виды, перестраивают свою корневую систему для более полного использования необходимых для них элементов, содержащихся в удобрениях, она становится более разветвленной и более поверхностно расположенной.
Многие виды, положительно реагирующие на улучшения обеспечения азотом и зольными элементами в одновидовых посевах, на лугах снижают свое участие в травостоях при внесении удобрений, поскольку в состав сообществ входят виды, более положительно реагирующие на удобрения и поэтому более конкурентоспособные при их применении (Ж.Ф. Пивоваров, 1987).
Внесение удобрений существенно влияет на семенное размножение луговых растений. У растений, благоприятно реагирующих на внесение удобрений, увеличивается число особей в генеративном состоянии, число генеративных побегов на особь, число цветков в соцветиях, давших плоды и количество семян нередко во много раз (Г.А. Работнов, 1992).