В процессе сукцессии изменяется первичный источник энергии


Сукцессия. Примеры сукцессией экосистем

Сукцессия

Виды сукцессий

Вторичная сукцессия

Типы сукцессионных изменений

Продолжительность сукцессии

Примеры сукцессией экосистем

В сообществах постоянно происходит изменения. Изменяется их видовой состав, численность тех или иных организмов, трофическая структура ну и иные показатели сообщества.

Сообщество изменяются во времени.

Сукцессия — это последовательная, закономерная смена одних сообществ другими на определённом участке территории, обусловленная внутренними факторами развития экосистем.

Для того чтобы понять природу экологической сукцессии – представите себе ИДЕАЛЬНОЕ сообщество (то есть суммарная продукция автотрофов в энергетическом выражении точно соответствует энергозатратам, идущие на обеспечение жизнедеятельности составляющих его организмов).

В экологии суммарные энергозатраты называются – общим дыханием сообщества.


Ясно, что в таком идеальном случае процессы продуцирования уравновешиваются процессами дыхания.

Следовательно, биомасса организмов в такой системе остается постоянной, а сама система неизменной ил равновесной.

Если «общее дыхание» меньше первичной валовой продукции – в экосистеме будет происходить накопление органического вещества;

Если больше – его уменьшение.

И в первом и во втором случае будет происходить изменения сообщества

При избытке ресурса всегда найдутся виды –которые смогут его освоить, а при недостатке – часть видов вымрет.

Такое изменение и составляет сущность – экологической сукцессии

Главная особенность такого процесса состоит в том, что изменения сообщества всегда происходит в направлении к равновесному состоянию.

1.1 Виды сукцессий

Сукцессия, которая начинается на лишенном жизни месте (например, на вновь образовавшейся песчаной дюне), называется первичной сукцессией.

В природе первичные сукцессии встречаются сравнительно редко и продолжаются значительно дольше вторичных — до нескольких столетий.

Первичная сукцессия — это зарастание места, ранее не занятого растительностью: голых скал или застывшей вулканической лавы.


Пример:

Формирование сообщества на оголившемся участке скалы, участке застывшей вулканической лавы, на недавно сформированной песчаной дюне или после отхода ледника.

Жить на таком грунте способны лишь немногие растения, их называют пионерами сукцессий. Типичные пионеры — мхи и лишайники. Они изменяют грунт, выделяя кислоту, которая разрушает и разрыхляет камни. Отмирающие мхи и лишайники под действием бактерий — редуцентов разлагаются, а их остатки перемешиваются с рыхлым каменистым субстратом (песком).

Так образуется первая почва, на которой уже могут расти другие растения. Необходимость разрушения материнской горной породы — главная причина медленного хода первичных сукцессий; отметьте увеличение толщины почвенного слоя по мере сукцессии.

На почве, бедной питательными веществами, поселяются травы, которые более конкретно способны и вытесняют лишайники и мхи. Корни трав проникают в трещины каменистой породы, раздвигают эти трещины и разрушают камень все более.

На смену травам приходят многолетние растения и кустарники, например, ольха и ива. На корнях ольхи находятся клубеньки — специальные органы, содержащие симбиотические бактерии, которые фиксируют атмосферный азот и способствуют накоплению в почве больших его запасов, за счет чего почва становится все более плодородной.


Теперь на ней уже могут расти деревья, например сосна, береза и ель.

Таким образом, движущей силой сукцессии является то, что растения изменяют почву под собой, влияя на ее физические свойства и химический состав, так что она становится пригодной для видов-конкурентов, которые вытесняют первоначальных обитателей, вызывая смену сообщества – сукцессию, в силу конкуренции растения далеко не всегда обитают там, где условия для них лучше.

Протекание первичных сукцессий проходит в несколько этапов.

Например, в лесной зоне: сухой безжизненный субстрат — лишайники— мхи — однолетниковое разнотравье — злаки и многолетние травы— кустарники — деревья 1-й генерации— деревья 2-й генерации; в степной зоне сукцессия завершается на стадии трав и т. д.

В процессе сукцессии изменяется первичный источник энергии

1.2 Вторичная сукцессия

Термин «вторичная сукцессия» относится к сообществам, которые развиваются на месте уже существовавшего ранее сформированного сообщества.

В местах, где хозяйственная деятельность людей не вмешивается во взаимоотношения организмов, складывается климаксовое сообщество, которое может существовать неопределенно долгое время — до тех пор, пока какое-либо воздействие извне (вспашка земли, рубка леса, пожар, извержение вулкана, наводнение) не нарушит его природную структуру.


В случае разрушения сообщества в нем начинается сукцессия — медленный процесс восстановления исходного состояния.

Примеры вторичных сукцессий: зарастание заброшенного поля, луга, гари или вырубки.

Вторичная сукцессия длится несколько десятков лет.

Она начинается с того, что на освобожденном участке почвы появляются однолетние травянистые растения. Это — типичные сорняки: одуванчик, осот, мать-и-мачеха и другие. Их преимущество в том, что они быстро разрастаются и производят семена, приспособленные к распространению на далекие расстояния с помощью ветра или животных.

Однако уже через два-три года их вытесняют конкуренты — многолетние травы, а затем — кустарники и деревья, прежде всего осина.

Эти породы затеняют землю, а их обширные корневые системы забирают из почвы всю влагу, так что проросткам видов, первыми попавших на поле, становится трудно расти.

Однако сукцессия на этом не останавливается; за осиной появляется сосна; а последними — медленно растущие теневыносливые породы, например ель или дуб. Через сто лет на этом участке восстанавливается то сообщество, которое было на месте поля до сведения леса и вспашки земли.

В процессе сукцессии изменяется первичный источник энергии


ВЕЙНИК — род многолетних травянистых растений семейства Злаки, или Мятликовые

Рис. 8.7. Вторичная сукцессия сибирского темно-хвойного леса (пихтово-кедровой тайги) после опустошительного лесного пожара.

1.4 Продолжительность сукцессии

Продолжительность сукцессии во многом определяется структурой сообщества. Изучение первичной сукцессии на таких местах, как песчаные дюны, свидетельствует о том, что в этих условиях для развития климакса требуются многие сотни лет. Вторичные сукцессии, например на вырубках, протекают гораздо быстрее. Все же требуется не менее 200 лет, чтобы в условиях умеренного влажного климата смог восстановиться лесной массив.

Если климат особенно суров (как, например, в пустыне, тундре или в степи), продолжительность серий более коротка, так как сообщество не может существенно изменить неблагоприятное физическое окружение. Вторичная сукцессия в степи, например, продолжается около 50 лет.

Основные стадии вторичной сукцессии в умеренном климате:

· первая стадия травянистой растительности длится около 10 лет;

· вторая стадия кустарников ? от 10 до 25 лет;

· третья стадия лиственных деревьев ? от 25 до 100 лет;


· четвертая стадия хвойных деревьев ? более 100 лет.

Сукцессии могут быть различного масштаба. Они могут идти медленно, тысячелетиями, а могут и быстро — в несколько суток.

Продолжительность сукцессии во многом определяется структурой сообщества.

При первичной сукцессии для развития устойчивого сообщества требуются многие сотни лет.

Обрати внимание!

Необходимость разрушения материнской породы — главная причина медленного хода первичных сукцессий.

Вторичные сукцессии протекают значительно быстрее. Это объясняется тем, что первичное сообщество оставляет после себя достаточное количество питательных веществ, развитую почву, что создает условия для ускоренного роста и развития новых поселенцев.

Пример:

В Европе в конце плиоцена (3 млн лет назад) наступил ледниковый период. Ледник уничтожил под своим покровом всякую жизнь. Он срывал и сглаживал почвенный покров, крошил скалы. При его отсту­плении и потеплении климата обнажились огромные пространства голой безжизненной земли. Постепенно она заселялась различными растениями и животными. Конечно, эти изменения происходили очень медленно. Там, где ледник разрушил тропические леса, продолжается их восстановление до настоящего времени. Эти участки ещё не достигли устойчивого состояния. Так что им не хватило для завершения сукцессии и миллионов лет.


Медленно шли и те изменения, которые привели широколиственные леса миоцена (20 млн лет назад) к нынешним северным среднеазиатским пустыням.

Гораздо быстрее проходят сукцессии после лесного пожара, когда в определённой последовательности происходит смена одного биоценоза другим, что и приводит, наконец, к восстановлению устойчивого сообщества.

Относительно быстро происходит обрастание обнажённых обрывов: участков скалы в результате эрозии или оползня.

Самые быстрые сукцессии наблюдаются во временном водоёме или при смене сообществ в разлагающемся трупе животного, в гниющем стволе дерева, в настое сена.

Общие закономерности сукцессии

В общем виде явление экологической сукцессии можно охарактеризовать следующими положениями:

Сукцессия — это закономерный процесс, ход которого можно предвидеть.

Сукцессия — это результат изменений, которые вносят в среду обитания сами сообщества, то есть процесс не задаётся извне.

Заканчивается сукцессия образованием климаксного биоценоза, который отличается наибольшим разнообразием, а, следовательно, наиболее многочисленными связями между организмами.


Таким образом, климаксный биоценоз максимально защищён от возможных нарушений со стороны внешних факторов и находится в состоянии равновесия.

Главная особенность экологической сукцессии состоит в том, что изменения сообщества всегда происходят в направлении к равновесному состоянию.

Когда экосистема приближается к конечному стабильному состоянию (состоянию климакса), в ней, как и во всех равновесных системах, происходит замедление всех процессов развития.

Наблюдения за сукцессиями показывают, что некоторые определённые свойства биоценозов изменяются в одном направлении, каков бы ни был тип сукцессии.

Сформулируем их.

Наиболее общие закономерности эволюции биоценозов:

Виды растений и животных непрерывно сменяются.

Повышается видовое разнообразие организмов.

Размеры организмов по ходу сукцессии растут.

Линейные пищевые цепи с преобладанием травоядных животных превращаются в сложные пищевые сети. Всё большую роль в них начинают играть детритоядные формы (потребители мёртвой органики).

Биологические круговороты удлиняются и усложняются, организмы становятся всё более экологически специализированными.

Биомасса органического вещества увеличивается. Происходит снижение чистой продукции сообщества и повышение интенсивности дыхания.


1.5 Значение сукцессии

Зрелое сообщество с его большим разнообразием, насыщенностью организмами, более развитой трофической структурой, с уравновешенными потоками энергии способно противостоять изменениям физических факторов (таких, как температура, влажность) и даже некоторым видам химических загрязнений в гораздо большей степени, чем молодое сообщество. Однако молодое сообщество способно продуцировать новую биомассу в гораздо больших количествах, чем старое. Остатки цивилизаций и пустыни, возникновение которых бязано деятельности человека, являются прекрасным доказательством того, что человек никогда не осознавал свою тесную связь с природой, необходимость приспосабливаться к естественным процессам, а не командовать ими. Тем не менее, даже тех знаний, которые накоплены в настоящее время, достаточно для уверенности в том, что превращение нашей биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе огромную опасность. Для нашей собственной защиты определенные ландшафты должны быть представлены естественными сообществам.

Таким образом, человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая сообщество на ранних стадиях сукцессии. Ведь в зрелом сообществе, находящемся на стадии климакса, чистая годовая продукция расходуется в основном на дыхание растений и животных и может быть даже равна нулю.


С другой стороны, с точки зрения человека, устойчивость сообщества, находящегося в стадии климакса, его способность противостоять воздействию физических факторов (и даже управлять ими) является очень важным и весьма желательным свойством. Человек заинтересован и в продуктивности, и в стабильности сообщества. Для поддержания жизни человека необходим сбалансированный набор как ранних, так и зрелых стадий сукцессии, находящихся в состоянии обмена энергией и веществом. Избыточное количество пищи, создающееся в молодых сообществах, позволяет поддерживать более старые стадии, которые помогают противостоять внешним воздействиям.

Пахотные земли, например, должны считаться молодыми сукцессионными стадиями. Они поддерживаются в таком состоянии благодаря непрерывному труду земледельца. Леса же представляют собой более старые, более разнообразные и более стабильные сообщества с низкой величиной чистой продукции. Чрезвычайно важно, чтобы обоим типам экосистем человек уделял одинаковое внимание. Если уничтожить лес в погоне за временным доходом от древесины, уменьшатся запасы воды и почва будет снесена со склонов. Это уменьшит продуктивность районов. Леса представляют для человека ценность не только как поставщики древесины или источник дополнительных площадей, которые могут быть заняты культурными растениями.

К сожалению, люди слабо осознают последствия экологических нарушений, возникающих в погоне за экономической выгодой. Отчасти это связано с тем, что даже специалисты-экологи еще не могут дать точных предсказаний последствий, к которым приводят различные нарушения экосистем зрелого типа. Остатки цивилизаций и пустыни, возникновение которых обязано деятельности человека, являются прекрасным доказательством того, что человек никогда не осознавал свою тесную связь с природой, необходимость приспосабливаться к естественным процессам, а не командовать ими.

Тем не менее, даже тех знаний, которые накоплены в настоящее время, достаточно для уверенности в том, что превращение нашей биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе огромную опасность. Для нашей собственной защиты определенные ландшафты должны быть представлены естественными сообществами

ЗАКРЕПЛЕНИЕ:

Укажите этапы зарастания водоема из предложенной растительности: сфагнум, осока, сосна болотная, смешанный лес, багульник (осока, сфагнум, багульник, сосна болотная, смешанный лес).

Распредели этапы сукцессии в правильном порядке: однолетние растения, кустарники лиственные деревья, многолетники, хвойные деревья (однолетние растения, многолетники, кустарники, лиственные деревья, хвойные деревья)

Расположи происходящие этапы сукцессии во времени: заселение территории мхами. прорастание семян травянистых растений, заселение кустарниками, формирование устойчивого сообщества, заселение лишайниками голых скал

Ответ:

1. заселение лишайниками голых скал

2. заселение территории мхами

3. прорастание семян травянистых растений

4. заселение кустарниками

5. формирование устойчивого сообщества

Ход эволюции (развития) сообщества нельзя предугадать.

Наиболее общие закономерности эволюции биоценозов:

1.Виды растений и животных в ходе развития сообщества можно предсказать

2.Понижается разнообразие видов организмов.

3.Размеры организмов по ходу сукцессии снижаются.

4,Пищевые цепи укорачиваются и упрощаются. Все большую роль в них начинают играть детритофаги.

5.Биологические круговороты усложняются, организмы становятся все более экологически специализированными.

6.Биомасса органического вещества в ходе развития сообщества увеличивается. Происходит рост чистой продукции сообщества и замедление интенсивности дыхания.

Источник: multiurok.ru

Зрелое, т. е. достигшее состояния равновесия, сообщество отличается от молодого (т.е. такого, где жизнь только начала развиваться) высокой насыщенностью организмами, их разнообразием, более развитой трофической структурой, уравновешенностью между энергией, получаемой извне и используемой для поддержания жизни. Это позволяет ему противостоять изменениям многих физических факторов (например, температуры или влажности) и даже некоторым видам химических загрязнений. Ведь организмы, воздействуя на свою среду, меняют ее свойства, делают ее более приспособленной для жизни. В то же время почти вся энергия, доступная организмам, составляющим зрелое сообщество, тратится на поддержание их жизнедеятельности.

Молодые сообщества, наоборот, более уязвимы по отношению к внешним воздействиям. Однако молодое сообщество способно продуцировать новую биомассу в гораздо больших количествах, чем зрелое. Прекрасный пример – поле, засеянное пшеницей. Если погодные условия благоприятны и в почве достаточно питательных веществ, урожай будет хороший. Но стоит появиться сорнякам (если оставить поле без обработки) – урожай снизится. Если дать сообществу развиваться естественным путем и дальше, то со временем на этом поле появятся не только новые травы, но и кустарники и даже деревья. Пшеницы будет все меньше, снизится и общий прирост массы растений. Питательные вещества и энергия будут расходоваться в основном на поддержание жизни.

Человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая сообщество на ранних стадиях сукцессии. Это требует больших затрат энергии. Ведя сельскохозяйственное производство, человек использует энергию машин и механизмов, собственного труда для поддержания сельскохозяйственного сообщества (например, поля, засеянного пшеницей) на ранней стадии сукцессии. Человек препятствует проникновению в это сообщество других видов, которые могут конкурировать с пшеницей за питательные ресурсы или потреблять биомассу растений на свои нужды. Ведь в зрелом сообществе годовой прирост биомассы растений расходуется в основном на дыхание растений и животных и может быть даже равен нулю.

С другой стороны, с точки зрения человека, устойчивость сообщества на стадии равновесия, его способность противостоять воздействию физических факторов (и даже управлять ими) является важным свойством.

Пахотные земли, например, являются молодыми сукцессионными стадиями. Они поддерживаются в таком состоянии благодаря непрерывному труду земледельца. Леса же представляют собой более старые, более разнообразные и более стабильные сообщества.

Чрезвычайно важно, чтобы обоим типам экосистем человек уделял одинаковое внимание. Если уничтожить лес в погоне за временным доходом от древесины, уменьшатся запасы воды и почва будет снесена со склонов. Это снизит продуктивность равнинных районов. Иными словами, леса представляют для человека ценность не только как поставщики древесины или источник дополнительных площадей, которые могут быть заняты культурными растениями.

Люди все еще слабо осознают последствия экологических нарушений, совершаемых в погоне за экономической выгодой. Даже тех знаний, которые накоплены экологией в настоящее время, достаточно для уверенности в том, что превращение нашей биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе огромную опасность. Для нашего собственного выживания определенные ландшафты должны быть представлены естественными сообществами.

Письменная работа с карточками на 10 мин:

1. Три типа равновесия между продукцией автотрофов и потреблением гетеротрофов.

2. Первичная и вторичная сукцессия. Приведите примеры.

3. Четыре правила сукцессионных изменений.

  1. Формулировки законов, определения, или сущность понятий: 1. Сукцессия. 2. Равновесное сообщество. 3. Первичная сукцессия. 4. Вторичная сукцессия. 5. Скорость первичной и вторичной сукцессии. 6. Изменение видового состава в результате сукцессии. 7. Изменение числа видов в результате сукцессии. 8. Изменение биомассы сообщества в результате сукцессии.

Карточка у доски:

1. Что такое сукцессия?

2. В чем заключается равновесие замкнутого сообщества?

3. В чем заключается равновесие экосистем, в которые поступает вода?

4. В чем заключается равновесие сельскохозяйственных экосистем?

5. Какая сукцессия называется первичной?

6. Какая сукцессия называется вторичной?

7. Что происходит с видовым составом сообщества в результате сукцессии?

8. Что происходит с количеством видов сообщества в результате сукцессии?

9. Что происходит с количеством биомассы сообщества в результате сукцессии?

10. Что происходит со скоростью прироста биомассы в результате сукцессии?

Тестовое задание:

1. Закономерная смена менее устойчивого сообщества на более устойчивое:

1. Эволюция.

2. Сукцессия.

3. Ароморфоз.

4. Идиоадаптация.

2. Равновесие замкнутого сообщества наблюдается:

1. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов и притока органики извне.

2. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов без той части, которую в виде урожая забирает человек.

3. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов.

4. При потреблении гетеротрофами большей биомассы, чем прирост биомассы автотрофов.

3. Равновесие сообществ, в которые извне поступает органика (с текущей водой) наблюдается:

1. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов и притока органики извне.

2. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов без той части, которую в виде урожая забирает человек.

3. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов.

4. При потреблении гетеротрофами большей биомассы, чем прирост биомассы автотрофов.

4. Равновесие сельскохозяйственных сообществ наблюдается:

1. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов и притока органики извне.

2. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов без той части, которую в виде урожая забирает человек.

3. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов.

4. При потреблении гетеротрофами большей биомассы, чем прирост биомассы автотрофов.

**5. Первичная сукцессия наблюдается:

1. На островах вулканического происхождения.

2. После раскорчевки и запашки площадей, занятых прежде лесом, если распаханный участок оставлен и впоследствии не обрабатывается.

3. На голых скалах.

4. После устройства пруда.

**6. Вторичная сукцессия наблюдается:

1. На островах вулканического происхождения.

2. После раскорчевки и запашки площадей, занятых прежде лесом, если распаханный участок оставлен и впоследствии не обрабатывается.

3. На голых скалах.

4. После устройства пруда.

7. В результате сукцессии видовой состав сообщества:

1. Изменяется.

2. Не изменяется.

3. При первичной сукцессии – изменяется, при вторичной – не изменяется.

4. При первичной сукцессии – не изменяется, при вторичной – изменяется.

8. В результате сукцессии количество видов сообщества:

1. Увеличивается.

2. Уменьшается.

3. Не изменяется.

4. При первичной сукцессии – увеличивается, при вторичной – не изменяется.

9. В результате сукцессии количество биомассы сообщества:

1. Увеличивается.

2. Уменьшается.

3. Не изменяется.

4. При первичной сукцессии – увеличивается, при вторичной – не изменяется.

10. В результате сукцессии скорость прироста биомассы:

1. На ранних стадиях скорость прироста высока, на конечных стадиях она падает.

2. На ранних стадиях скорость прироста биомассы низка, на последующих стадия она возрастает.

3. Не изменяется.

4. При первичной сукцессии – увеличивается, при вторичной – не изменяется.

Вопросы к зачету по главе «Экосистемный уровень»

Каждому варианту будет предложено 10 вопросов,
на каждый вопрос нужно дать ответ одним полным предложением

1. Что такое биоценоз? Биотоп? Биогеоценоз?

2. Что такое биосфера? Кем создано учение о биосфере?

3. Биоценоз, биотоп, фитоценоз, биогеоценоз, экосистема – какое из этих понятий наиболее широкое? Почему?

4. Какие организмы называют автотрофами? Гетеротрофами?

5. Какие организмы называют продуцентами? Консументами? Редуцентами?

6. Какие две группы организмов относят к гетеротрофам?

7. Какие организмы относят к бентосу? Планктону?

8. В чем проявляется круговорот веществ?

9. Почему поток энергии является однонаправленным?

10. Как живые организмы используют вещества и энергию пищи?

11. В чем проявляется правило 10%?

12. Если съеденную биомассу первого трофического уровня принять за 100%, какой процент биомассы останется на четвертом трофическом уровне?

13. Что такое продукция трофического уровня?

14. Что такое первичная продукция?

15. Что такое валовая первичная продукция

16. Что такое чистая первичная продукция?

17. Что такое вторичная продукция?

18. Чему равна годовая первичная продукция наземной растительности?

19. Чему равна годовая первичная продукция мирового океана?

20. Какие организмы являются основными продуцентами океана?

21. Что такое сукцессия?

22. В чем заключается равновесие замкнутого сообщества?

23. В чем заключается равновесие экосистем, в которые поступает вода?

24. В чем заключается равновесие сельскохозяйственных экосистем?

25. Какая сукцессия называется первичной?

26. Какая сукцессия называется вторичной?

27. Что происходит с видовым составом сообщества в результате сукцессии?

28. Что происходит с количеством видов сообщества в результате сукцессии?

29. Что происходит с количеством биомассы сообщества в результате сукцессии?

30. Что происходит со скоростью прироста биомассы в результате сукцессии?

 

Источник: megaobuchalka.ru

Сукцессия. Примеры сукцессией экосистем

Сукцессия

Виды сукцессий

Вторичная сукцессия

Типы сукцессионных изменений

Продолжительность сукцессии

Примеры сукцессией экосистем

В сообществах постоянно происходит изменения. Изменяется их видовой состав, численность тех или иных организмов, трофическая структура ну и иные показатели сообщества.

Сообщество изменяются во времени.

Сукцессия — это последовательная, закономерная смена одних сообществ другими на определённом участке территории, обусловленная внутренними факторами развития экосистем.

Для того чтобы понять природу экологической сукцессии – представите себе ИДЕАЛЬНОЕ сообщество (то есть суммарная продукция автотрофов в энергетическом выражении точно соответствует энергозатратам, идущие на обеспечение жизнедеятельности составляющих его организмов).

В экологии суммарные энергозатраты называются – общим дыханием сообщества.

Ясно, что в таком идеальном случае процессы продуцирования уравновешиваются процессами дыхания.

Следовательно, биомасса организмов в такой системе остается постоянной, а сама система неизменной ил равновесной.

Если «общее дыхание» меньше первичной валовой продукции – в экосистеме будет происходить накопление органического вещества;

Если больше – его уменьшение.

И в первом и во втором случае будет происходить изменения сообщества

При избытке ресурса всегда найдутся виды –которые смогут его освоить, а при недостатке – часть видов вымрет.

Такое изменение и составляет сущность – экологической сукцессии

Главная особенность такого процесса состоит в том, что изменения сообщества всегда происходит в направлении к равновесному состоянию.

1.1 Виды сукцессий

Сукцессия, которая начинается на лишенном жизни месте (например, на вновь образовавшейся песчаной дюне), называется первичной сукцессией.

В природе первичные сукцессии встречаются сравнительно редко и продолжаются значительно дольше вторичных — до нескольких столетий.

Первичная сукцессия — это зарастание места, ранее не занятого растительностью: голых скал или застывшей вулканической лавы.

Пример:

Формирование сообщества на оголившемся участке скалы, участке застывшей вулканической лавы, на недавно сформированной песчаной дюне или после отхода ледника.

Жить на таком грунте способны лишь немногие растения, их называют пионерами сукцессий. Типичные пионеры — мхи и лишайники. Они изменяют грунт, выделяя кислоту, которая разрушает и разрыхляет камни. Отмирающие мхи и лишайники под действием бактерий — редуцентов разлагаются, а их остатки перемешиваются с рыхлым каменистым субстратом (песком).

Так образуется первая почва, на которой уже могут расти другие растения. Необходимость разрушения материнской горной породы — главная причина медленного хода первичных сукцессий; отметьте увеличение толщины почвенного слоя по мере сукцессии.

На почве, бедной питательными веществами, поселяются травы, которые более конкретно способны и вытесняют лишайники и мхи. Корни трав проникают в трещины каменистой породы, раздвигают эти трещины и разрушают камень все более.

На смену травам приходят многолетние растения и кустарники, например, ольха и ива. На корнях ольхи находятся клубеньки — специальные органы, содержащие симбиотические бактерии, которые фиксируют атмосферный азот и способствуют накоплению в почве больших его запасов, за счет чего почва становится все более плодородной.

Теперь на ней уже могут расти деревья, например сосна, береза и ель.

Таким образом, движущей силой сукцессии является то, что растения изменяют почву под собой, влияя на ее физические свойства и химический состав, так что она становится пригодной для видов-конкурентов, которые вытесняют первоначальных обитателей, вызывая смену сообщества – сукцессию, в силу конкуренции растения далеко не всегда обитают там, где условия для них лучше.

Протекание первичных сукцессий проходит в несколько этапов.

Например, в лесной зоне: сухой безжизненный субстрат — лишайники— мхи — однолетниковое разнотравье — злаки и многолетние травы— кустарники — деревья 1-й генерации— деревья 2-й генерации; в степной зоне сукцессия завершается на стадии трав и т. д.

В процессе сукцессии изменяется первичный источник энергии

1.2 Вторичная сукцессия

Термин «вторичная сукцессия» относится к сообществам, которые развиваются на месте уже существовавшего ранее сформированного сообщества.

В местах, где хозяйственная деятельность людей не вмешивается во взаимоотношения организмов, складывается климаксовое сообщество, которое может существовать неопределенно долгое время — до тех пор, пока какое-либо воздействие извне (вспашка земли, рубка леса, пожар, извержение вулкана, наводнение) не нарушит его природную структуру.

В случае разрушения сообщества в нем начинается сукцессия — медленный процесс восстановления исходного состояния.

Примеры вторичных сукцессий: зарастание заброшенного поля, луга, гари или вырубки.

Вторичная сукцессия длится несколько десятков лет.

Она начинается с того, что на освобожденном участке почвы появляются однолетние травянистые растения. Это — типичные сорняки: одуванчик, осот, мать-и-мачеха и другие. Их преимущество в том, что они быстро разрастаются и производят семена, приспособленные к распространению на далекие расстояния с помощью ветра или животных.

Однако уже через два-три года их вытесняют конкуренты — многолетние травы, а затем — кустарники и деревья, прежде всего осина.

Эти породы затеняют землю, а их обширные корневые системы забирают из почвы всю влагу, так что проросткам видов, первыми попавших на поле, становится трудно расти.

Однако сукцессия на этом не останавливается; за осиной появляется сосна; а последними — медленно растущие теневыносливые породы, например ель или дуб. Через сто лет на этом участке восстанавливается то сообщество, которое было на месте поля до сведения леса и вспашки земли.

В процессе сукцессии изменяется первичный источник энергии

ВЕЙНИК — род многолетних травянистых растений семейства Злаки, или Мятликовые

Рис. 8.7. Вторичная сукцессия сибирского темно-хвойного леса (пихтово-кедровой тайги) после опустошительного лесного пожара.

1.4 Продолжительность сукцессии

Продолжительность сукцессии во многом определяется структурой сообщества. Изучение первичной сукцессии на таких местах, как песчаные дюны, свидетельствует о том, что в этих условиях для развития климакса требуются многие сотни лет. Вторичные сукцессии, например на вырубках, протекают гораздо быстрее. Все же требуется не менее 200 лет, чтобы в условиях умеренного влажного климата смог восстановиться лесной массив.

Если климат особенно суров (как, например, в пустыне, тундре или в степи), продолжительность серий более коротка, так как сообщество не может существенно изменить неблагоприятное физическое окружение. Вторичная сукцессия в степи, например, продолжается около 50 лет.

Основные стадии вторичной сукцессии в умеренном климате:

· первая стадия травянистой растительности длится около 10 лет;

· вторая стадия кустарников ? от 10 до 25 лет;

· третья стадия лиственных деревьев ? от 25 до 100 лет;

· четвертая стадия хвойных деревьев ? более 100 лет.

Сукцессии могут быть различного масштаба. Они могут идти медленно, тысячелетиями, а могут и быстро — в несколько суток.

Продолжительность сукцессии во многом определяется структурой сообщества.

При первичной сукцессии для развития устойчивого сообщества требуются многие сотни лет.

Обрати внимание!

Необходимость разрушения материнской породы — главная причина медленного хода первичных сукцессий.

Вторичные сукцессии протекают значительно быстрее. Это объясняется тем, что первичное сообщество оставляет после себя достаточное количество питательных веществ, развитую почву, что создает условия для ускоренного роста и развития новых поселенцев.

Пример:

В Европе в конце плиоцена (3 млн лет назад) наступил ледниковый период. Ледник уничтожил под своим покровом всякую жизнь. Он срывал и сглаживал почвенный покров, крошил скалы. При его отсту­плении и потеплении климата обнажились огромные пространства голой безжизненной земли. Постепенно она заселялась различными растениями и животными. Конечно, эти изменения происходили очень медленно. Там, где ледник разрушил тропические леса, продолжается их восстановление до настоящего времени. Эти участки ещё не достигли устойчивого состояния. Так что им не хватило для завершения сукцессии и миллионов лет.

Медленно шли и те изменения, которые привели широколиственные леса миоцена (20 млн лет назад) к нынешним северным среднеазиатским пустыням.

Гораздо быстрее проходят сукцессии после лесного пожара, когда в определённой последовательности происходит смена одного биоценоза другим, что и приводит, наконец, к восстановлению устойчивого сообщества.

Относительно быстро происходит обрастание обнажённых обрывов: участков скалы в результате эрозии или оползня.

Самые быстрые сукцессии наблюдаются во временном водоёме или при смене сообществ в разлагающемся трупе животного, в гниющем стволе дерева, в настое сена.

Общие закономерности сукцессии

В общем виде явление экологической сукцессии можно охарактеризовать следующими положениями:

Сукцессия — это закономерный процесс, ход которого можно предвидеть.

Сукцессия — это результат изменений, которые вносят в среду обитания сами сообщества, то есть процесс не задаётся извне.

Заканчивается сукцессия образованием климаксного биоценоза, который отличается наибольшим разнообразием, а, следовательно, наиболее многочисленными связями между организмами.

Таким образом, климаксный биоценоз максимально защищён от возможных нарушений со стороны внешних факторов и находится в состоянии равновесия.

Главная особенность экологической сукцессии состоит в том, что изменения сообщества всегда происходят в направлении к равновесному состоянию.

Когда экосистема приближается к конечному стабильному состоянию (состоянию климакса), в ней, как и во всех равновесных системах, происходит замедление всех процессов развития.

Наблюдения за сукцессиями показывают, что некоторые определённые свойства биоценозов изменяются в одном направлении, каков бы ни был тип сукцессии.

Сформулируем их.

Наиболее общие закономерности эволюции биоценозов:

Виды растений и животных непрерывно сменяются.

Повышается видовое разнообразие организмов.

Размеры организмов по ходу сукцессии растут.

Линейные пищевые цепи с преобладанием травоядных животных превращаются в сложные пищевые сети. Всё большую роль в них начинают играть детритоядные формы (потребители мёртвой органики).

Биологические круговороты удлиняются и усложняются, организмы становятся всё более экологически специализированными.

Биомасса органического вещества увеличивается. Происходит снижение чистой продукции сообщества и повышение интенсивности дыхания.

1.5 Значение сукцессии

Зрелое сообщество с его большим разнообразием, насыщенностью организмами, более развитой трофической структурой, с уравновешенными потоками энергии способно противостоять изменениям физических факторов (таких, как температура, влажность) и даже некоторым видам химических загрязнений в гораздо большей степени, чем молодое сообщество. Однако молодое сообщество способно продуцировать новую биомассу в гораздо больших количествах, чем старое. Остатки цивилизаций и пустыни, возникновение которых бязано деятельности человека, являются прекрасным доказательством того, что человек никогда не осознавал свою тесную связь с природой, необходимость приспосабливаться к естественным процессам, а не командовать ими. Тем не менее, даже тех знаний, которые накоплены в настоящее время, достаточно для уверенности в том, что превращение нашей биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе огромную опасность. Для нашей собственной защиты определенные ландшафты должны быть представлены естественными сообществам.

Таким образом, человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая сообщество на ранних стадиях сукцессии. Ведь в зрелом сообществе, находящемся на стадии климакса, чистая годовая продукция расходуется в основном на дыхание растений и животных и может быть даже равна нулю.

С другой стороны, с точки зрения человека, устойчивость сообщества, находящегося в стадии климакса, его способность противостоять воздействию физических факторов (и даже управлять ими) является очень важным и весьма желательным свойством. Человек заинтересован и в продуктивности, и в стабильности сообщества. Для поддержания жизни человека необходим сбалансированный набор как ранних, так и зрелых стадий сукцессии, находящихся в состоянии обмена энергией и веществом. Избыточное количество пищи, создающееся в молодых сообществах, позволяет поддерживать более старые стадии, которые помогают противостоять внешним воздействиям.

Пахотные земли, например, должны считаться молодыми сукцессионными стадиями. Они поддерживаются в таком состоянии благодаря непрерывному труду земледельца. Леса же представляют собой более старые, более разнообразные и более стабильные сообщества с низкой величиной чистой продукции. Чрезвычайно важно, чтобы обоим типам экосистем человек уделял одинаковое внимание. Если уничтожить лес в погоне за временным доходом от древесины, уменьшатся запасы воды и почва будет снесена со склонов. Это уменьшит продуктивность районов. Леса представляют для человека ценность не только как поставщики древесины или источник дополнительных площадей, которые могут быть заняты культурными растениями.

К сожалению, люди слабо осознают последствия экологических нарушений, возникающих в погоне за экономической выгодой. Отчасти это связано с тем, что даже специалисты-экологи еще не могут дать точных предсказаний последствий, к которым приводят различные нарушения экосистем зрелого типа. Остатки цивилизаций и пустыни, возникновение которых обязано деятельности человека, являются прекрасным доказательством того, что человек никогда не осознавал свою тесную связь с природой, необходимость приспосабливаться к естественным процессам, а не командовать ими.

Тем не менее, даже тех знаний, которые накоплены в настоящее время, достаточно для уверенности в том, что превращение нашей биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе огромную опасность. Для нашей собственной защиты определенные ландшафты должны быть представлены естественными сообществами

ЗАКРЕПЛЕНИЕ:

Укажите этапы зарастания водоема из предложенной растительности: сфагнум, осока, сосна болотная, смешанный лес, багульник (осока, сфагнум, багульник, сосна болотная, смешанный лес).

Распредели этапы сукцессии в правильном порядке: однолетние растения, кустарники лиственные деревья, многолетники, хвойные деревья (однолетние растения, многолетники, кустарники, лиственные деревья, хвойные деревья)

Расположи происходящие этапы сукцессии во времени: заселение территории мхами. прорастание семян травянистых растений, заселение кустарниками, формирование устойчивого сообщества, заселение лишайниками голых скал

Ответ:

1. заселение лишайниками голых скал

2. заселение территории мхами

3. прорастание семян травянистых растений

4. заселение кустарниками

5. формирование устойчивого сообщества

Ход эволюции (развития) сообщества нельзя предугадать.

Наиболее общие закономерности эволюции биоценозов:

1.Виды растений и животных в ходе развития сообщества можно предсказать

2.Понижается разнообразие видов организмов.

3.Размеры организмов по ходу сукцессии снижаются.

4,Пищевые цепи укорачиваются и упрощаются. Все большую роль в них начинают играть детритофаги.

5.Биологические круговороты усложняются, организмы становятся все более экологически специализированными.

6.Биомасса органического вещества в ходе развития сообщества увеличивается. Происходит рост чистой продукции сообщества и замедление интенсивности дыхания.

Источник: multiurok.ru

Стадии сукцессии

Каждая стадия сукцессии представляет собой определенное сообщество с преобладанием тех или иных видов и жизненных форм. Отдельные стадии сукцессии называют сериальными стадиями. Они сменяют друг друга, пока не наступит состояние устойчивого равновесия.

Фото

Сукцессия, которая начинается на обезжизненном месте (например, на вновь образовавшейся песчаной дюне), называется первичной сукцессией. А сообщества, которые развиваются на месте уже существовавшего ранее сформированного сообщества, составляют вторичную сукцессию.

Как пример первичной сукцессии можно назвать поселение накипных и листовых лишайников на камнях. Под действием выделений лишайников каменистый субстрат постепенно превращается в подобие почвы, где поселяются уже кустистые лишайники, зеленые мхи, затем травы и другие высокоорганизованные растения.

Примером вторичной сукцессии являются изменения, происходящие после раскорчевки и запашки площадей, занятых прежде лесом (если, конечно, распаханный участок оставлен и впоследствии не обрабатывался), или после порубки леса, устройства пруда и т. п.

Надо сказать, что скорость изменений при вторичной сукцессии гораздо выше, чем при первичной. Это объясняется тем, что первичное сообщество оставляет после себя достаточное количество питательных веществ, развитую почву, что значительно ускоряет рост и развитие новых поселенцев.

Саморазвитие сообщества

Итак, в ходе сукцессии облик сообщества постоянно меняется. Меняется и функционирование экосистемы. Как уже отмечалось, сукцессия ? это закономерный и направленный процесс, поэтому общие изменения, происходящие на той или иной ее стадии, свойственны любому сообществу и не зависят от его видового состава или географического местоположения. В качестве главных или основных можно назвать следующие четыре типа сукцессионных изменений.

Виды растений и животных в процессе сукцессии непрерывно сменяются. Такая же или сходная картина будет наблюдаться при рассмотрении не автотрофных, а гетеротрофных организмов, например птиц или травоядных зверей;

Изменение видового состава часто определяется конкуренцией. Ведь происходящие в ходе сукцессии изменения экосистемы создают благоприятные условия для колонизации сообщества новыми видами. По этой причине сукцессионные изменения всегда сопровождаются повышением видового разнообразия организмов;

Увеличение биомассы органического вещества как в водной, так и в наземной среде. Разлагающееся органическое вещество, или гумус, состоящее из остатков детрита и микроорганизмов, накапливается по ходу сукцессии;

Изменение состоит в снижении чистой продукции сообщества и повышении его «общего дыхания». Это наиболее важное явление сукцессии. На ранних стадиях первичной сукцессии общая первичная продукция высока, но на последующих стадиях продукция автотрофов снижается.

Агрономам известно, что максимальная продуктивность культуры растений с широкими листьями отмечается в тех случаях, когда суммарная освещенная поверхность листьев в 4-5 раз превышает поверхность земли (под растениями). Любое увеличение поверхности листьев, выходящее за эти пределы, не влечет за собой увеличение интенсивности фотосинтеза, так как повышенная затененность скрадывает преимущества, связанные с увеличением площади фотосинтезирующей ткани. Более того, усиление дыхания дополнительных листьев, не получающих достаточного света, снижает чистую продукцию посева.

Продолжительность сукцессии во многом определяется структурой сообщества. Изучение первичной сукцессии на таких местах, как песчаные дюны, свидетельствует о том, что в этих условиях для развития устойчивого сообщества требуются многие сотни лет. Вторичные сукцессии, например на вырубках, протекают гораздо быстрее. Все же требуется не менее 200 лет, чтобы в условиях умеренно влажного климата смог восстановиться лесной массив.

Если климат особенно суров (например в пустыне, тундре или степи), продолжительность стадий сукцессии более коротка, так как сообщество не может существенно изменить неблагоприятное физическое окружение. Вторичная сукцессия в степи, например, продолжается около 50 лет.

Основные стадии вторичной сукцессии в умеренном климате: первая стадия травянистой растительности длится около 10 лет; вторая стадия кустарников ? от 10 до 25 лет; третья стадия лиственных деревьев ? от 25 до 100 лет; четвертая стадия хвойных деревьев ? более 100 лет.

В тех случаях, когда для завершения сериальных стадий требуется большой период, огромное влияние на ход сукцессии могут оказывать периодические изменения климата, бури, засухи, пожары, часто случайные изменения. Так, например, пожар может не только прервать сукцессию, но и возвратить систему в начальное состояние.

Поздние стадии сукцессии являются более устойчивыми по сравнению с ранними. Засуха может сильно влиять на раннюю стадию сукцессии, например на посевы ржи или пшеницы. На лес же в состоянии наивысшей стадии развития засуха оказывает гораздо меньшее влияние, если, конечно, она не повторяется из года в год. Устойчивость равновесного состояния сообщества не абсолютна. По аналогии с организмом этот период развития сообщества можно назвать «началом старения». Катастрофы и болезни могут ускорить старение сообщества, привести к его смене более молодым и совсем иным сообществом..

Источник: zooeco.com

План лекции:Поступательные изменения. Понятие сукцессии, причины их возникновения. Типы сукцессионных смен. Климаксовое сообщество. Примеры сукцессионных смен.

В соответствии с суточными, сезонными и годичными изменениями факторов среды обитания изменяются компоненты экосистемы (популяции, биоценозы).

Суточные изменения резко выражены в условиях континентального климата, где существенна разница между дневными и ночными температурами и влажностью. Из-за высокой дневной температуры многие животные в условиях пустыни прячутся в норы (пресмыкающиеся) или ведут ночной образ жизни, когда температура снижается (тушканчики, жабы). Суточную динамику биоценоза обеспечивает не только животное, но и растительное население. У растений в течение суток изменяются интенсивность и характер физиологических процессов. Так, изменяется интенсивность фотосинтеза, у ряда растений опыление происходит у дневные часы, у других – в ночные. Особенно типичные суточные миграции морского фитопланктона в Каспийском море: днем он держится на глубине от 100 до 350 м, а ночью поднимается в поверхностные слои. Вертикальные суточные миграции свойственны и почвенным обитателям.

Сезонные измененияпроисходят в связи с изменением факторов среды обитания (изменение температуры, освещения, кормовой базы, количества и форма осадков и др.) многие организмы переходят в состояние относительного покоя (растения сбрасывают листву, многие животные впадают в спячку) осенью и зимой, или ведут активную жизнедеятельность весной и летом (строят гнезда, норы, активно ищут корм и пищу, выводят потомство и т.д.).

В разных широтах длительность биологических сезонов неодинакова. Поэтому сезонна динамика биогеоценозов арктической, умеренной и тропической зон различна. Наиболее четко она выражена в экосистемах умеренного климата и в северных широтах.

Годичные изменения связаны с изменением факторов среды обитания в течение года и по разным годам. Например, изменение температуры, количества осадков, количества корма и других в разные годы и в течение года. В соответствии с этими изменениями меняется состояние и жизнедеятельность всех организмов: обеспеченность кормом, интенсивность размножения, продолжительность пребывания на той или иной территории, цветение, обилие плодоношения, продуктивность и т.д.

В связи с тем, что характер суточных и сезонных изменений более или менее постоянен в течение длительного периода (столетия, тысячелетия), в биоценозах исторически сформировались механизмы, приводящие сообщество в целом в соответствие с периодикой изменения условий обитания.

Но, кроме того, могут происходить и непериодические изменения активности в течение суток, связанные с воздействием нерегулярных факторов среда. Так, сильные дожди или засухи ведут к перемещению животных, изменению их активности, влияют на интенсивность некоторых физиологических процессов у растений. Во время сильных ливней даже морской планктон из-за опреснения поверхностных слоев воды мигрирует в глубину.

Однако все эти изменения не приводят к смене одних видов другими видами. Все эти изменения внешних факторов лишь влияют на состояние организмов, на их жизнедеятельность, на их активность и т.д., но не изменяют их видовой состав, характер взаимодействий, как между собой, так и окружающей средой.

Поступательные изменения в сообществе приводят в конечном итоге к смене этого сообщества другим, с иным набором господ­ствующих видов. Причиной подобных смен могут быть внешние по отношению к ценозу факторы, длительное время действующие в одном направлении, например возрастающее в результате мелио­рации иссушение болотных почв, увеличивающееся загрязнение водоемов, усиленный выпас скота, вытаптывание лесопарков на­селением городов и т. п. Возникающие при этом смены одного биоценоза другим называют экзогенетическими. Если при этом усиливающееся влияние фактора приводит к постепенному упро­щению структуры сообществ, обеднению их состава, снижению продуктивности, то подобные смены называют дигрессионными или дигрессиями.

Эндогенетические смены возникают в результате процессов, происходящих внутри самого сообщества. Закономерный направленный процесс изменения сообществ в результате взаимодействия живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой называют сукцессией.

К смене одного биогеоценоза другим приводит сукцессия. По определению Н.Ф. Реймерса (1990): «Сукцессия (от лат.сукцессио — преемственность, наследование)– последовательная смена биоценозов, преимущественно возникающая на одной и той же территории (биотопе) под влиянием природных факторов (в том числе и внутренних противоречий самих биоценозов) или воздействия человека».

Экологическая сукцессия происходит в определенное время, в результате изменения видовой структуры биоценоза под влиянием абиотической среды его местообитания и внутренних противоречий, возникающих в процессе жизнедеятельности (изменение круговорота веществ и энергии) до возникновения стабильного климаксового биоценоза. Однако биоценоз стабильного климаксового состояния достигает через ряд последовательных смен в пределах данной территории. Длительность существования стабильного биоценоза зависит от того, как изменения среды одними организмами, точно компенсируются деятельностью других с противоположными экологическими требованиями. Эти условия нарушаются при нарушении круговорота веществ, при изменении видового и популяционного состава.

Нередко сукцессии совершаются в сравнительно короткие промежутки времени, и тогда они не связаны с эволюцией вида. Изменяются условия жизни, исчезают одни группы организмов, появляются другие, меняются связи между популяциями, а вслед за этим – и биоценоз в целом. Иногда такие изменения происходят очень медленно, даже столетиями. Иногда смена происходит относительно быстро. Например, лесной пожар может моментально уничтожить сложившие на протяжении столетий устойчивые экосистемы, а на пожарище – быстро формируется новое сообщество.

Причины возникновения сукцессии. В основе сукцессии лежит неполнота биологического круговорота в данном ценозе. Каждый живой организм в резуль­тате жизнедеятельности меняет вокруг себя среду, изымая из нее часть веществ и насыщая ее продуктами метаболизма.

В ходе сукцессии на основе конкурентных взаимодействий ви­дов происходит постепенное формирование более устойчивых ком­бинаций, соответствующих конкретным абиотическим условиям среды.

Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной се­рией.

Сукцессии со сменой растительности могут быть первичными и вторичными.

Первичные сукцессии начинаются на лишенных жизни ме­стах — на скалах, обрывах, наносах рек, сыпучих песках и т. п. При заселении таких участков живые организмы необратимо ме­няют свое местообитание и сменяют друг друга. Основная роль принадлежит накоплению отмерших растительных остатков или продуктов разложения, что зависит как от характера раститель­ности, так и от комплекса разрушителей мертвой растительной массы — животных, грибов и микроорганизмов. Постепенно фор­мируется почвенный профиль, изменяется гидрологический режим участка, его микроклимат. Такие сукцессии в геоботанике назы­вают экогенетическими, так как они ведут к преобразованию са­мого местообитания.

Эвтрофикация – классический пример природной сукцессии является старение озерных систем, выражается в зарастании растениями от берегов к центру. В конечном итоге озеро превращается в торфяное болото.

Вторичные сукцессии представляют собой восстановительные смены. Они начинаются в том случае, если в уже сложившихся сообществах нарушены установившиеся взаимосвязи организмов, например, удалена растительность одного или нескольких ярусов (в результате вырубки, пожара, вспашки и т. д.). Восстановительные смены совершаются быстрее и легче, чем экогенетические, так как в нарушенном местообитании сохраня­ются почвенный профиль, семена, зачатки и часть прежнего на­селения и прежних связей. Восстановление не являются повторением какого-либо этапа первичных сукцессий.

В Беларуси уничтожение лесов в годы Великой Отечественной войны и последующей их вырубки привела к замене коренных лесов (сосновых, дубовых, еловых) менее ценными березовыми, ольховыми и осиновыми.

В хозяйственной деятельности человека можно привести примеры, когда при выполнении мелиоративных работ болотно-луговые сообщества заменились более ценными злаковыми лугами.

Протекают сукцессии и внутри биоценозов. Примером быстрых сукцессий комплексов организмов являются дупла деревьев. Дупла обладают устойчивым микроклиматом. При заселении дупла каким-либо видом птиц или млекопитающих сообщество мелких организмов претерпевает коренную перестройку. Округ него формируется комплекс сопутствующих видов (квартиранты, паразиты, мутуалисты, комменсалы).

Еще более характерные сукцессии протекают в норах. Норовые биоценозы могут насчитывать до 200 и более квартирантов. Многие их них связаны с хозяином норы не только пространственными, но и пищевыми взаимоотношениями (паразиты).

Процесс сукцессии происходит из нескольких этапов:

1. Возникновение незанятого жизнью участка

2. Миграция на него различных организмов или их зачатков

3. Приживание их на данном участке

4. Конкуренция их между собой и вытеснение отдельных видов

5. Преобразования живыми организмами местообитания и стабилизация условий и отношений, формирование уравновешенного типа круговорота.

В любой сукцессионной серии темпы происходящих изменений постепенно замедляются. Конечным итогом является формирование относительно устойчивой стадии – климаксового сообщества, или климакса.

Климаксовое сообщество – способно к длительному самоподдерживанию в соответствующем диапазоне условий, тогда пионерные группировки видов очень динамичны и неустойчивы.

Классическим примером сукцессии является зарастание озера и возникновение на его месте торфяного болота, а также формирование елового леса на брошенных старопахотных землях (рис. 21).

Так, еловый лес проходит несколько этапов развития. Первыми на брошенных землях появляются береза, осина, ольха, поскольку семена данных растений легко переносятся ветром. Попав на свободную, слабо задернованную почву, они прорастают. Такие первопоселенцы называют пионерами. Наиболее стойкие из них заселяют заброшенную территорию, утверждаются там, постепенно изменяя условия. В дальнейшем новые условия становятся благоприятными для поселения растений — захватчиков, вытесняющих пионеров и изменяющих условия среды.

В процессе сукцессии изменяется первичный источник энергии

 

Рисунок 21 – Возобновление елового леса на брошенных пахотных землях

 

Постепенно в березовом лесу происходит смыкание крон деревьев, что создает благоприятные условия для прорастания семян ели (примерно через 30-50 лет). Постепенно формируется смешанный лес. Он существует недолго, так как светолюбивые березы не выносят затенения, создаваемое елями, не происходит их естественное семенное возобновление. В результате со временем (через 80-120 лет после поселения березы на пашне) формируется устойчивый еловый лес.

В процессе развития березняков, ольховников, осинников, а после елового леса в биоценоз включаются все новые виды растений и животных, сопровождающих доминантов. Одновременно происходит замещение одних видов другими. По мере того, как увеличивается число видов в сообществе, возникают и заполняются новые экологические ниши.

Хорошо изучены сукцессии в разлагающихся стволах деревьев. В течение 3-4 лет древесину заселяют в основном ксилофаги из насекомых и древесных грибов. После увеличивается количество дереворазрушающих грибов и хищных насекомых. Затем в стволе поселяются сапроксилофаги, то есть насекомые, питающиеся гнилой древесиной. После появляются шляпочные грибы. Примерно через 10-15 лет древесина полностью разрушается и специфический биоценоз исчезает.

Таким образом, сукцессия протекает как медленное и какой-то степени случайное замещение одних популяций другими, а не путем резкой, скачкообразной смены сообществ.

 

Источник: helpiks.org


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.