Ekologinis sukcesija – tai laipsniškas ekosistemų sudėties, struktūros ir funkcijos pasikeitimas veikiant išoriniams ar vidiniams veiksniams.
Sutrikusios ekosistemos pusiausvyros atstatymas vyksta aiškiai apibrėžtais etapais.
Ekosistema gali būti išmušta iš pusiausvyros įvairiais būdais. Dažniausiai taip nutinka dėl gaisro, potvynio ar sausros. Po tokio disbalanso naujoji ekosistema atsistato, o šis procesas yra reguliarus ir kartojasi įvairiose situacijose. Kas nutinka sutrikusioje ekosistemoje? Trikdymo vietoje tam tikros rūšys ir visa ekosistema vystosi taip, kad panašių trikdžių ir panašių buveinių atveju šių rūšių atsiradimo tvarka yra vienoda. Šis nuoseklus kai kurių rūšių pakeitimas kitomis yra ekologinės sukcesijos esmė.
Tačiau yra ir kitas modelis, kuris taip paaiškina sukcesijos mechanizmą: kiekvienos ankstesnės bendrijos rūšys išstumiamos tik dėl nuoseklios konkurencijos, slopinančios ir „priešindamosi“ vėlesnių rūšių introdukcijai.
Tačiau ši teorija atsižvelgia tik į konkurencinius ryšius tarp rūšių, neaprašant viso ekosistemos vaizdo. Žinoma, tokie procesai vyksta, tačiau konkurencinis ankstesnių rūšių išstūmimas galimas būtent dėl to, kad jos transformuoja biotopą.
Taigi abu modeliai apibūdina skirtingus proceso aspektus ir galioja tuo pačiu metu. Judant pagal eiliškumą, ekosistemose vyksta vis daugiau maistinių medžiagų, tokių kaip azotas ir kalcis (viena judriausių maistinių medžiagų) srautai ekosistemoje.
Todėl galutiniame etape, kai dauguma maistinių medžiagų dalyvauja cikle, ekosistemos yra labiau nepriklausomos nuo išorinio šių elementų tiekimo. Sekumo procesui tirti naudojami įvairūs matematiniai modeliai, tarp jų ir stochastinio pobūdžio.
1.1 Paveldėjimo rūšys
Bet kuri ekosistema, prisitaikanti prie išorinės aplinkos pokyčių, yra dinamikos būsenoje. Ši dinamika gali būti susijusi tiek su atskiromis ekosistemų dalimis (organizmais, populiacijomis, trofinėmis grupėmis), tiek su visa sistema. Šiuo atveju dinamika gali būti siejama, viena vertus, su prisitaikymu prie veiksnių, kurie yra išoriniai ekosistemai, ir, kita vertus, su veiksniais, kuriuos sukuria ir keičia pati ekosistema.
Šie pokyčiai vienais atvejais gali pasikartoti tam tikru mastu, tačiau kitais atvejais jie yra vienakrypčiai, progresyvaus pobūdžio ir lemia ekosistemos vystymąsi tam tikra kryptimi.
Pirminis paveldėjimas.
Pirminis paprastai reiškia paveldėjimą, kurio vystymasis prasideda iš pradžių negyvame substrate. Panagrinėkime pirminės sukcesijos eigą naudodamiesi sausumos ekosistemų pavyzdžiu. Jei paimsime žemės paviršiaus plotus, pavyzdžiui, apleistas smėlio duobes, įvairiose geografinėse vietovėse (miškuose, stepių zonose ar tarp atogrąžų miškų ir pan.), tada visi šie objektai pasižymės tokiais raštais:
gyvų organizmų kolonizacija
· jų rūšių įvairovės didėjimas
Palaipsnis dirvožemio praturtinimas organinėmis medžiagomis
· jų vaisingumo padidėjimas
· ryšių tarp skirtingų rūšių ar trofinių organizmų grupių stiprinimas
· laisvų ekologinių nišų skaičiaus mažinimas
· laipsniškas vis sudėtingesnių biocenozių ir ekosistemų formavimas
· didinti jų produktyvumą.
Mažesnes organizmų rūšis, ypač augalus, dažniausiai keičia didesnės, suaktyvėja medžiagų apykaitos procesai ir kt.
Kiekvienu atveju galima išskirti vienas po kito einančius sukcesijos etapus, turinčius omenyje vienų ekosistemų pakeitimą kitomis, o sukcesijos serijos baigiasi santykinai mažai kintančiomis ekosistemomis. Jos vadinamos menopauze (graikiškai menopauze – laiptais), radikalinėmis arba mazginėmis
Pirminis paveldėjimas vyksta keliais etapais.
Pavyzdžiui, miško zonoje: sausas negyvas substratas - kerpės - samanos - vienmečiai augalai - javai ir daugiametės žolės - krūmai - 1 kartos medžiai - 2 kartos medžiai; stepių zonoje sukcesija baigiasi žolės stadijoje ir kt.
Antriniai paveldėjimai.
Terminas „antrinis paveldėjimas“ reiškia bendruomenes, kurios vystosi vietoje anksčiau buvusios bendruomenės. Vietose, kur žmogaus ūkinė veikla netrukdo organizmų tarpusavio santykiams, susidaro kulminacinė bendruomenė, kuri gali egzistuoti neribotą laiką – tol, kol bet kokia išorinė įtaka (arimas, miško ruoša, gaisras, ugnikalnio išsiveržimas, potvynis) nesuardys jos natūralios struktūros. Jei bendruomenė sunaikinama, joje prasideda sukcesija – lėtas pirminės būsenos atkūrimo procesas. Antrinio sukcesijos pavyzdžiai: apleisto lauko, pievos, išdegusio ploto ar proskyno apaugimas. Antrinis paveldėjimas trunka kelis dešimtmečius. Tai prasideda vienmečių žolinių augalų atsiradimu išvalytoje dirvožemio vietoje. Tai tipinės piktžolės: kiaulpienė, sėjamoji erškėtis, šaltalankė ir kt. Jų pranašumas yra tas, kad jie greitai auga ir išaugina sėklas, pritaikytas vėjo ar gyvūnų pasklisti dideliais atstumais. Tačiau po dvejų ar trejų metų jas pakeičia konkurentės – daugiametės žolės, o vėliau – krūmai ir medžiai, pirmiausia drebulė. Šios uolos uždengia žemę, o jų plačios šaknų sistemos paima visą drėgmę iš dirvožemio, todėl tų rūšių sodinukai, kurie pirmą kartą pateko į lauką, sunkiai auga. Tačiau paveldėjimas tuo nesibaigia; už drebulės atsiranda pušis; o paskutinės – lėtai augančios atspalviui atsparios rūšys, pavyzdžiui, eglės ar ąžuolai. Po šimto metų šioje vietoje atkuriama bendruomenė, buvusi lauko vietoje iki miško apželdinimo ir žemės arimo.
Sąvoka „paveldėjimas“ reiškia natūralų ir nuoseklų bendruomenės ir funkcijų kaitą, atsirandančią dėl įvairių veiksnių įtakos. Paveldėjimą lemia gamtos pokyčiai, taip pat žmogaus įtaka. Kiekviena ekosistema iš anksto nulemia kitos ekologinės sistemos egzistavimą ir jos pačios išnykimą. Tai natūralus procesas, vykstantis dėl energijos kaupimosi ekosistemoje, mikroklimato pokyčių ir biotopų transformacijų.
Perėmimo esmė
Susekcija – tai laipsniškas ekosistemos tobulėjimas. Sukcesiją galima aiškiausiai atsekti naudojant pavyzdį, jis pasireiškia augalijos pasikeitimu, jų sudėties pasikeitimu ir kai kurių dominuojančių augalų pakeitimu kitais. Kiekvieną palikimą galima suskirstyti į dvi pagrindines grupes:
- Pirminis paveldėjimas.
- Antrinės.
Pirminis paveldėjimas yra pradinis atspirties taškas, nes jis vyksta negyvose vietose. Šiais laikais beveik visą žemę jau užima įvairios bendruomenės, todėl laisvų nuo gyvių plotų atsiradimas yra vietinio pobūdžio. Pirminio paveldėjimo pavyzdžiai:
- bendruomenių įsikūrimas ant uolų;
- tam tikrų teritorijų apgyvendinimas dykumoje.
Šiais laikais pirminė sukcesija yra gana reta, tačiau kažkada kiekviena žemė išgyveno šį etapą.
Antrinis paveldėjimas
Antrinė arba atkuriamoji sukcesija atsiranda anksčiau užimtoje teritorijoje. Tokia seka gali vykti bet kur ir įvairiais mastais. Antrinio paveldėjimo pavyzdžiai:
- miško atkūrimas po gaisro;
- apleisto lauko apaugimas;
- vietos gyvenvietė po lavinos, kuri sunaikino visus gyvius dirvožemyje.
Antrinio paveldėjimo priežastys yra šios:
- žemės arimas;
- potvyniai;
Visas antrinio paveldėjimo procesas trunka apie 100-200 metų. Jis prasideda, kai sklypuose pasirodo vienmečiai žoliniai augalai. Po 2-3 metų jas pakeičia daugiametės žolės, vėliau dar stipresnės konkurentės – krūmai. Paskutinis etapas yra medžių atsiradimas. Auga drebulė, eglė, pušis ir ąžuolas, kurie užbaigia paveldėjimo procesą. Tai reiškia, kad natūralios ekosistemos atkūrimas šioje teritorijoje yra visiškai baigtas.
Pagrindiniai paveldėjimo proceso etapai
Perėjimo trukmė priklauso nuo ekosistemos atkūrimo ar kūrimo procese dalyvaujančių organizmų gyvenimo trukmės. Šis rodiklis trumpiausias ekosistemose, kuriose vyrauja žoliniai augalai, o ilgiausias – spygliuočių ar ąžuolų miškuose. Pagrindiniai paveldėjimo modeliai:
- Pradiniame etape rūšių įvairovė yra nereikšminga, laikui bėgant ji didėja.
- Vystantis procesui, stiprėja ryšiai tarp organizmų. Taip pat didėja simbiozė, o mitybos grandinės tampa sudėtingesnės.
- Vykstant sukcesijos konsolidacijai, mažėja atskirų laisvų rūšių skaičius.
- Su kiekvienu vystymosi etapu stiprėja ir įsitvirtina organizmų tarpusavio ryšys esamoje ekosistemoje.
Visiškai susiformavusios ekosistemos bendruomenės pranašumas prieš jauną yra tai, kad ji gali atlaikyti neigiamus temperatūros pokyčius ir drėgmės pokyčius. Tokia susiformavusi bendruomenė gali geriau atlaikyti . Tai leidžia suvokti natūralių ekosistemų svarbą ir pernelyg didelio dirbtinių ekosistemų naudojimo pavojų. Kaip ir brandžios bendruomenės atsparumas fiziniams veiksniams, taip ir dirbtinės bendruomenės produktyvumas svarbus žmogaus gyvenimui, todėl labai svarbu išlaikyti jų pusiausvyrą.
Ekologinis paveldėjimas - Kiekviena biocenozė priklauso nuo savo biotopo ir atitinkamai biocenozė yra veikiama biotopo. Kadangi klimatiniai, geologiniai ir biotiniai veiksniai keičiasi, bendruomenė neišvengiamai keičiasi. Tai yra, jo plėtra yra privalomas reiškinys.
Kiekvienu konkrečiu atveju šis vystymasis vyksta skirtingu greičiu. Biocenozės pokyčiai vyksta per dieną, priklausomai nuo metų laiko, per keletą metų. Jo pokyčiai galimi geologinėmis epochomis. Galima sakyti, kad bet kuri biocenozė (ir net ekosistema) yra atvira sistema, nuolat besikeičianti ir besivystanti įvairių vidinių ir išorinių priežasčių įtakoje.
| Įvadinis skyrius Kas yra ekologija? |
| I skyrius Aplinkos veiksniai ir ištekliai |
| II skyrius Asmens ekologija (autechologija) |
| III skyrius Populiacijos doktrinos pagrindai |
| IV skyrius Biocenozės, ekosistemos, biosfera |
| V skyrius Miesto kraštovaizdžio ekosistemos |
| VI skyrius Miesto evoliucijos biocenotiniai modeliai |
| VII skyrius Ekologijos ir žmogaus veiklos dėsniai |
| VIII skyrius Rusijos aplinkos teisės aktai |
| Taikymas |
Biocenozę sudaro daugybė įvairių organizmų rūšių populiacijų. Santykinė rūšių gausa skirtinguose erdvės taškuose nėra vienoda, o jų skaičiaus santykis laikui bėgant gali keistis.
Kas lemia rūšies buvimą tam tikroje bendruomenėje?
Todėl rūšių atsiradimo ir išnykimo tam tikroje teritorijoje seka reikalauja, kad laikui bėgant čia keistųsi pačios kitų rūšių sąlygos, ištekliai ir įtaka.
Taigi, pasikeitus sąlygoms, biocenozė keičiasi, tai yra, ankstesnė sunaikinama, o kita atsiranda toje pačioje vietoje. Naujos biocenozės atsiradimas, laipsniškas jos formavimasis, o vėliau jau susikūrusios bendruomenės vystymasis, kol ją pakeičia nauja – tai bet kurios bendruomenės kelias, jos evoliucija. Jį galima atsekti apibūdinant ekosistemą kaip visumą arba pavaizduoti kaip skirtingų rūšių populiacijų atsiradimo ir išnykimo tam tikroje buveinėje seka (nesezoninė, nukreipta ir nenutrūkstama). Tai yra bet kurios bendruomenės vystymosi procesas. Paprastai tai vadinamapaveldėjimo (iš lotynų kalbos „successio“ - tęstinumas).
2. Degradacinė sukcesija
Vienas iš nuoseklių rūšių pokyčių tipų gali būti vadinamasdegradacijos seka.
Su juo rūšys, paeiliui keisdamos viena kitą, naudoja bet kurį ribotą išteklių. Tai gali būti lapų kraikas, gyvulio skerdena, mėšlas ar nuvirtęs medis. Perėjimas čia vyksta gana greitai – per kelis mėnesius ar metus. Bet kokia negyva organinė medžiaga(detritas) naudojami mikroorganizmų ar gyvūnų detritivorių. Dažniausiai įvairios jų rūšys atsiranda ir po vieną išnyksta, nes irimo metu vienos organinės medžiagos išsenka, o atsiranda kitos. Tuo pačiu metu detrito fizinės būklės pokyčiai daro jį palankiu iš pradžių kai kurioms rūšims, o vėliau kitoms. Taigi šioje negyvoje organinėje medžiagoje viena gyvūnų bendruomenė pakeičia kitą, kol bus panaudoti visi ištekliai ir organinė medžiaga mineralizuojama.
Tokio paveldėjimo pavyzdys yra augalų irimasoho šiukšlės spygliuočių miške. Jis nuolat kaupiasi po pušų lajos. Paviršiuje adatos yra jauniausios, o kuo giliau išsidėsčiusios, tuo senesnės. Spyglius naudoja įvairių rūšių grybai, o jų rūšių grupės tam tikra seka keičia viena kitą. Galų gale, gyvūnai taip pat prisijungia prie šių adatų vartojimo. Susekimas prasideda net tada, kai spygliai nenukrito, o tiesiog pakankamai paseno ant šakų. Tada ant jų apsigyvena viena iš grybų rūšių, o kol jie sensta ir nugaišta (kurį laiką kabo ant šakų, negyvi), šį vartotoją pakeičia dar trys rūšys. Jie valgo nudžiūvusius spyglius, pradedant nuo jų kritimo nuo šakų ir visą laiką būnant pirmame nukritusių spyglių sluoksnyje. Po šešių mėnesių gulėjimo pirmieji sluoksniai suminkštėja. Juos gaudo ir virškina dar kelios grybų rūšys, kurios pakeičia pirmuosius du.
Kitas skilimo etapas vyksta antrame sluoksnyje. Spygliai čia gerai sutankinami, jų audiniai suminkštėję ir trapūs, spalva tampa pilkai juoda. Mikoflora (grybų bendruomenė, mintanti šiais spygliais) ant jų tampa labiau drėgmę mėgstanti, nes šiame dirvožemio sluoksnyje padidėja drėgmė. Čia atsiranda dar trys naujos grybų rūšys – pušų spyglių vartotojai. Be to, dirvinės erkės pradeda ardyti vidinį spygliuočių audinį. Po dvejų metų spyglių struktūra vėl pasikeičia. Jie yra sandariai sutankinti, o anksčiau grybų paveiktas vietas dabar perima šaltiniai, erkės ir oligochetai. Šios gyvūnų grupės veikla užbaigia fizinį adatų sunaikinimą. Tuomet išvardintus gyvūnus pakeičia bazidiomicetų grybų bendruomenė (kelios rūšys), naikinančios stipriausias spyglių dalis – celiuliozę ir ligniną. Maždaug po septynerių metų adatos struktūriškai nebeišsiskiria, jų vartojimas baigiasi, audiniai visiškai mineralizuojasi.
3. Autogeninė sukcesija
Kitas paveldėjimo tipas vadinamasautogeninis. Ji gali būti bet kuripirminis, arba antrinės. Susekcija naujai išsivysčiusiose teritorijose (nesant laipsniško abiotinių veiksnių kaitos) vadinamas autogeniniu. Jei gyvenamoji vietovė anksčiau nebuvo veikiama jokios bendruomenės, tada jie kalba apie pirminį sukcesiją, pavyzdžiui, ant naujai susiformavusio smėlio kopos arba po ledyno atsitraukimo, arba atviroje uolų vietoje. . Kai kurios nors vietovės augmenija iš dalies arba visiškai sunaikinama ir šioje vietoje lieka gerai išvystytas dirvožemis su sėklomis, sporomis ir net šakniastiebiais, vėliau rūšinės sudėties pokytis vadinamas antrine sukcesija. Tai gali sukelti vietinis miškų naikinimas ligų, uraganų, gaisrų ar miškų naikinimo.
Panagrinėkime pirminės sukcesijos variantą, kai vietoje miško ploto dėl nuošliaužos atsidengė plika uola. Ten prasideda pirmosios (pionierių) bendruomenės formavimasis. Akmens uolienos skilinėja ir griūva dėl lietaus, vėjo ir temperatūros pokyčių. Įtrūkimai ir įtrūkimai sulaiko dulkes ir vėjo nešamas mikroorganizmus. Gana greitai uoliena pasidengia plona (mikroskopine) organinių medžiagų plėvele, kurią daugiausia sudaro mikroorganizmai ir jų medžiagų apykaitos produktai. Ant šios plėvelės susidaro pirmosios kerpės, o biocenozė nustoja būti vien bakterinė. Kaip žinote, kerpės yra grybelio ir melsvadumblių arba grybelio ir dumblių simbiontai. Su savo rizoidais jie toliau ardo uolos paviršių, ir tai daro labai intensyviai.
Pirminis autogeninis paveldėjimas
(vystymosi etapai nuo pradininko iki menopauzės)
Išdžiūvę rizoidai prasiskverbia į mažiausius plyšius ir po pirmojo lietaus, sušlapę ir patinę, tiesiogine to žodžio prasme suskaldo akmenį. Organinės plėvelės augimas, atsiradus kerpėms, pastebimai pagreitėja.
Taigi uoliena savo paviršiuje gavo antrąją bendruomenę po bakterinės, kurią sudaro kerpės, dumbliai, mikroorganizmai, nematodai ir pirmuonys.
Kitas sukcesijos etapas ant uolos prasideda nuo samanų sporų dygimo čia. Samanos auga ir pagreitina uolienų sunaikinimą, tuo pačiu prisideda prie susidariusios bendruomenės komplikacijos, nes atsiranda naujo tipo ištekliai - žalioji masė. Samanų sluoksnis geriau nei kerpės sulaiko vandenį ir greičiau gamina (auga) organines medžiagas. Ant samanų dangos vabzdžių ir kirmėlių populiacija tampa daug įvairesnė. Žolių sėklos čia taip pat lengviau užsilaiko. Po samanomis susidaręs dirvožemio sluoksnis jau gali palaikyti dalį žolinės augalijos. Taip atsiranda nauja biocenozė, kurioje ant samanų čia gyvena įvairūs būdingi gyvūnai, išlikusios kerpės ir atsiradę reti žolinės augmenijos gumbai. Augalų masinė produkcija šioje biocenozėje didėja greičiau nei ankstesnėje. Taip pat pagreitėja įvairių gyvūnų panaudojimas. Žolinė augmenija turi didžiausią akumuliacinį pajėgumą tarp visų rūšių augmenijos.
Pievos vystymasis pagaliau pasieks tokį etapą, kai jos velėną galės įsitvirtinti pirmieji krūmai. Jie pradės augti ir palaipsniui vis labiau susigrūs pievoje. Krūmai yra ilgesni nei žoliniai augalai, todėl jų atsiradimas bus lėtas. Tačiau pamažu biocenozės veidas vėl pasikeis. Dabar pamatysime krūmynų dykvietę su atitinkamu išteklių rinkiniu ir jų vartotojais. Čia gausiau bus fauna ir, svarbiausia, paukščiai.
Krūmų bendrija išliks daug ilgiau nei pievų bendrija. Jis yra sudėtingesnės sudėties ir turi daugiau ilgaamžių rūšių. Ir gyvūnų bei augalų rūšių skaičius taip pat didesnis. Vienas iš biocenologijos principų – kuo daugiau rūšių, tuo bendrija stabilesnė. Didesnis stabilumas, palyginti su pieva, nulems ilgą tarnavimo laikąkrūminis dykvietė.
Nepaisant to, po kelių dešimtmečių tarp krūmų tikrai atsiras pirmieji medžiai. Jie bus lapuočių ir žymės naujo sukcesijos etapo (naujo tarpsnio) pradžią – lapuočių mišką. Krūmų šilelis natūraliai užleidžia vietą kitai biocenozei – lapuočių miškui. Šis poslinkis pereis per daugelį vystymosi etapų. Atsiras nauja gyvūnų populiacija: kai kuriosubiquivistas (organizmai, vienodai sėkmingai egzistuojantys skirtingose biocenozėse) čia liks iš ankstesnių bendruomenių. Priešingu atveju rūšių sudėtis pasikeis. Ši bendruomenė gyvuos ilgiau nei jos pirmtakai, taip išpildydama vieną iš paveldėjimo principų, kurį kasdieniame lygmenyje galima suformuluoti taip: „greitai atėjo, greitai išėjo“.
Vietoje krūminio šilelio susiformavo lapuočių miškas, galiausiai pradeda formuotis paskutinis šios vietos sukcesijos etapas - lapuočių miške pasirodo pirmieji spygliuočiai. Tarp šių augmenijos rūšių prasideda ilga konkurencija (juo labiau, kad abi yra ilgaamžės). Spygliuočiai laimės tik tada, kai jie aplenks augimą, pavėsį ir taip išgyvens lapuočių rūšis.
Šios eilės finalas – brandus spygliuočių miškas, kuris čia išaugo prieš nuošliaužą. Visa biocenozių kaita sutilpo į kelis šimtus metų. kad šioje vietoje neatmetama nauja nuošliauža ir tada viskas gali pasikartoti.
4. Augalų indėlis į sukcesiją
Bendruomenės sandaros ir sukcesijos tyrimai dažniausiai laikomi botanikos (fitocenologijos) sritimi, ir tai nėra atsitiktinumas. Didžioji dalis biomasės ir pagrindiniai biocenozės struktūros bruožai yra susiję su augalais. Be to, augalus nesunku išvardyti ir suskaičiuoti, taip nulemiant rūšių gausą ir tęstinumą. Didelis augalų indėlis į sukcesiją siejamas ne tik su tuo, kad jie yra pirminiai gamintojai (organinės masės formuotojai), bet ir su tuo, kad jie gana lėtai suyra. Be gyvos biomasės, augalų organizmai sukuria didžiąją dalį nekromasės, ty negyvos organinės medžiagos. Nepaisant didelio bakterijų ir kitų detritivorių aktyvumo, augalų liekanos kaupiasi lapų pakratų ar durpių pavidalu. Be to, medžių dominavimas daugumoje bendrijų paaiškinamas būtent jų gebėjimu kaupti negyvas medžiagas savo kūnuose. Iš jo susideda didžioji dalis kamieno ir šakų. Vidutiniškai drėgnose buveinėse esantys krūmai ir medžiai linkę išstumti žolinę augaliją atsiranda dėl to, kad jie sukuria vainiką ir galingą šaknų sistemą. Visa tai pastatyta ant didelio, sudėtingai išsišakojusio „skeleto“, kurį daugiausia sudaro negyvas audinys (mediena). Gyvūnų kūnai suyra daug greičiau, tačiau kartais jų liekanos, kaip ir augalų, nulemia bendrijos struktūrą ir sukcesijos eigą joje. Tai atsitinka, kai koralų augimo metu kaupiasi kalkingi skeletai. Koralinis rifas, kaip ir miškas ar durpynas, nukreipia bendruomenės pokyčius (biocenozę), kaupdamas savo mirusią praeitį. Rifus statantys koralai, kaip ir medžiai, dominuoja bendruomenėje. Savo asimiliuojančias (organines medžiagas formuojančias) dalis jie iškelia vis aukščiau virš negyvojo pagrindo. Abiem atvejais (koralų ir miško) rezultatas bus galingas poveikis aplinkai, „kontroliuojant“ kitų organizmų egzistavimą joje. Koralinių rifų bendruomenė (kuriame dominuoja gyvūnai, simbiozėje su dumbliais) yra tokios pat sudėtingos struktūros kaip atogrąžų miškas.
Tai, kad augalai daugeliu atvejų formuoja bendrijos struktūrą ir lemia sukcesijos eigą, nereiškia, kad jie visada griežtai nustato į bendriją įtrauktų gyvūnų rūšinę sudėtį. Tai iš dalies tiesa, nes augalai yra visų mitybos grandinių pagrindas. Jie taip pat daugiausia lemia fizinius gyvūnų buveinės parametrus. Nepaisant to, fitocenozės pobūdį dažnai lemia gyvūnai. Aiškų fitofagų vaidmens vaizdą pateikia Anglijoje sumažėjusi triušių populiacija (jie nyksta dėl miksomatozės). Ten, kur jie išnyko, pievose sparčiai keičiasi augalų rūšinė sudėtis. Ypač būdingas staigus krūmų ir medžių gausos padidėjimas (jų pomiškius anksčiau buvo išgraužę triušiai).
5. Perėjimo greitis
Keletas žodžių apie paveldėjimo tempą ir trukmę. Patys paveldėjimas gali būti įvairaus masto. Jie gali eiti lėtai, per tūkstančius metų arba greitai, per kelias dienas.
Europoje plioceno pabaigoje (prieš 3 mln. metų) prasidėjo ledynmetis. Ledynas sunaikino visą gyvybę po jo priedanga. Jis nuplėšė ir išlygino dirvožemio dangą, susmulkino akmenis. Atsitraukus ir klimatui šylant, buvo atskleistos didžiulės plikos, negyvos žemės plotai. Pamažu jį apgyvendino įvairūs augalai ir gyvūnai. Žinoma, šie pokyčiai vyko labai lėtai. Ten, kur ledynas sunaikino atogrąžų miškus, jų atkūrimas tęsiasi iki šiol. Šios sritys dar nepasiekė pastovios būklės. Taigi jiems neužteko milijonų metų, kad užbaigtų paveldėjimą.
Pokyčiai, dėl kurių kserofitiniai plačialapiai mioceno miškai (prieš 20 milijonų metų) atvedė į dabartines šiaurines Vidurinės Azijos dykumas, taip pat vyko lėtai. Dabartinė Centrinio Karakumo augmenijos ir faunos būklė vystėsi labai lėtai. Tai prasidėjo nuo to momento, kai senovės Aralo-Kaspijos jūra, atsitraukdama, atidengė didžiulį dugno plotą.
Sukcesija įvyksta daug greičiau po miško gaisro, kai vieną biocenozę tam tikra seka pakeičia kita, kas galiausiai veda prie stabilios bendruomenės atkūrimo. Atvirų uolų užterštumas vyksta gana greitai : uolienų plotai, susidarę dėl erozijos ar nuošliaužų.
Greičiausiai sekmės stebimos laikinajame rezervuare arba keičiantis bendrijoms irstančiame gyvulio lavone, pūvančiame medžio kamiene, šieno antpile.
6. Menopauzės samprata
Ar paveldėjimas yra baigtinis? Jei vietoj mirštančių individų vietą bendruomenėje užims tos pačios rūšies individai, o ne kiti, tada rūšių pokyčiai sustos ir atsiras stabili pusiausvyra.
Kulminacinė biocenozė išlieka nepakitusi ilgą laiką (kelių žmonių gyvybės). Kadaise buvo paplitęs įsitikinimas, kad bet kurioje klimato zonoje yra tik viena tikroji kulminacija. Buvo manoma, kad visi paveldėjimai tam tikroje natūralioje klimato zonoje sukelia to paties tipo kulminacijos bendruomenę. Ir tai atsitinka nepriklausomai nuo to, kur jie pradėjo. Taigi, smėlio kopa, pūdymas ir net apaugęs tvenkinys ilgainiui turi patekti į tą patį bendrijos tipą. Tačiau dabar jie atvyko
įsitikinimu, kad sukcesijos eigai įtakos turi ne tik klimatiniai veiksniai (kurie tam tikroje zonoje yra maždaug vienodi), bet ir dirvožemio sąlygos, topografija, procesai, įskaitant katastrofiškus, pavyzdžiui, gaisrai. Todėl vienoje klimato zonoje gali egzistuoti kelios kulminacijos bendruomenės arba keletas konkrečių kulminacijos etapų.
Lauko sąlygomis labai sunku nustatyti stabilią kulminacijos bendruomenę. Paprastai galima pastebėti, kad paveldėjimo lygis nukrenta iki tam tikro lygio. Po to jau nebeįmanoma pastebėti jokių pokyčių. Pūdynuose galutiniam paveldėjimo etapui pasiekti prireiktų 100–300 metų. Tačiau per šį laikotarpį gaisro ar uragano tikimybė yra tokia didelė (uraganai įvyksta maždaug kartą per 70–90 metų), kad paveldėjimas gali niekada nesibaigti. Atsižvelgiant į tai, kad miškų bendrijos šiaurinėje vidutinio klimato juostoje vis dar atsigauna po paskutinio ledynmečio, kulminacijos bendruomenė atrodo tik teoriškai įmanoma. Be to, kelių hektarų plote iš pažiūros stabilios miško ar ganyklos bendrijos struktūra visada yra mini sekimo mozaika. Kiekvienas medžio griuvimas ar velėnos mirtis atlaisvina vietos, kurioje prasideda nauja seka.
Apskritai ekologinio sukcesijos reiškinį galima apibūdinti tokiomis nuostatomis:
1) Tai natūralus procesas, kurio eigą galima nuspėti.
2) Susekcija yra pokyčių, kuriuos pačios bendruomenės daro buveinėje, rezultatas, tai yra, procesas nenustatomas iš išorės.
3) Susekcija baigiasi susiformavus kulminacinei biocenozei, kuriai būdinga didžiausia įvairovė, taigi ir gausiausi ryšiai tarp organizmų. Taigi kulminacinė biocenozė yra maksimaliai apsaugota nuo galimų išorinių veiksnių trikdžių ir yra pusiausvyros būsenoje.
7. Bendrieji paveldėjimo modeliai
Perėjimo stebėjimai rodo, kad kai kurios specifinės biocenozių savybės keičiasi viena kryptimi, kad ir koks būtų paveldėjimo tipas. Suformuluokime bendriausius biocenozių evoliucijos modelius. Jie yra čia:
|
Taigi, paveldėjimas yra procesas, turintis kryptį. Juo siekiama subalansuoti energijos apykaitą. Struktūros keitimo prasme siekiama didžiausios rūšių įvairovės. Maisto grandinių projektavimo požiūriu šis procesas yra skirtas jų ilgėjimui ir sudėtingumui. O remiantis aplinkos veiksnių erdve, sukcesijos procesas juda link maksimalaus ekologinių nišų skaičiaus užėmimo (maksimalaus bendruomenės prisotinimo). Darbas biocenozėje, artimoje kulminacijai, paskirstomas taip, kad būtų naudojami visi ištekliai ir, jei įmanoma, bendruomenė būtų prisotinta siauros specializacijos rūšimis. Ideali sekimo pabaiga – visiškos pusiausvyros pasiekimas ir struktūrinių bei funkcinių sistemos pokyčių nutraukimas (filosofo požiūriu, sistema yra mirusi!).
8. Ciklinė seka
Atsižvelgdami į nuoseklių pokyčių eigą etapais, galime daryti išvadą, kad ji yra tiesinė. Tuo tarpu dažniausiai stebima ne linijinė, o ciklinė biocenozių seka. Nukrenta negyvas medis ir kartojasi medienos irimo ciklas. Kasmet ant dirvos nukrenta lapų kraikas ir su kiekvienu nauju sluoksniu vyksta ta pati degradacijos seka.
Bet čia, regis, nepakartojamo sukcesijos pavyzdys – brandaus pušyno vystymasis. Ši seka, ypač jei ji prasideda nuo nulio, turi užtrukti daugybę šimtų metų. Pats spygliuočių miškas yra toks stabilus, kad, atrodo, nėra ko jam toliau vystytis. Tačiau miškai dega ir dega nuolat. Kiekvieną akimirką kažkur planetoje siautėja daugybė miškų gaisrų, ir jokie ugniagesiai negali sustabdyti šio proceso. Mokslininkai kalba apie pirogenines (gaisro sukeltas) sukcesijas, kurios būdingos ir mūsų šalies miškų zonai.
Gaisrai paprastai vaidina svarbų vaidmenį kuriant daugelį kulminacinių biocenozių. Jie teikia pirmenybę ugniai atsparioms rūšims ir pašalina kitas, kurios kitu atveju taptų dominuojančiomis. Didžiuliai pušynai pietų JAV išsaugomi dėl periodinių gaisrų (ir tai nėra paradoksas). Pušys prisitaikė atlaikyti deginantį ugnies poveikį per gaisrus, kurie žudo ąžuolus ir kitas plačialapes formas. Gaisrai netgi yra būtinas pušų (kai kurių rūšių) gyvavimo ciklo veiksnys, kurių sėklos išsiskiria tik po ugnies karščio. Ugnis turi būti pomiškio lygyje. Po tokio gaisro pušų sodinukai auga labai greitai, nes jie neturi konkuruoti su kitomis rūšimis (jie sudeginami).
Siera Nevados kalnuose milžiniškų sekvojų arba mamutų miškų (aukštis iki 112 m, kamieno storis iki 3,5 m, gyvenimo trukmė iki 4 tūkst. metų) išsaugojimas taip pat daugiausia priklauso nuo gaisrų. Jie yra palankūs šiam medžiui. Stora sekvojų žievė yra labai atspari ugniai ir apsaugo ją nuo gaisrų, kurie žudo egles ir egles. Dėl intensyvaus gaisro gesinimo sekvojų giraitėse eglė užėmė daugiau vietos pomiškyje, išstumdama sekvojų pomiškius. Žinoma, praeis ne vienas tūkstantmetis, kol eglė pagaliau išstums ilgaamžes sekvojas. Tačiau pats eglės buvimas pomiškyje primena, kad sekvojų giraitė yra pirogeninė kulminacijos bendruomenė. Tikėtina, kad bet kuri buveinė, kuri retkarčiais tampa pakankamai sausa ir tampa pavojinga gaisrui, pasižymi priklausomybe nuo ugnies. Taigi, Kalifornijos augalija, kuriai būdingos sezoninės sausros, taip pat yra pirogeninė kulminacija. Jei būtų išvengta gaisrų, chaparralą (šveisti ąžuolų krūmynai) daug kur pakeistų ąžuolynai. Dažni gaisrai sunaikina plačialapių medžių sodinukus, tačiau daugelis žolių ir krūmų išaugina ūglius iš žemėje išsilaikiusių šaknų.
Perėmimo tyrimas leidžia suformuluotiketuri pagrindiniai biocenologiniai principai.
|
1 . Kodėl keičiasi biocenozės?
2. Kas lemia rūšių gausumą bendrijoje?
3. Kaip galite savaip apibrėžti ekologinį paveldėjimą?
4. Kas sunaikinama degradacijos sukcesijos metu?
5. Ar galite pateikti degraduojančios paveldėjimo pavyzdį?
6. Kuo autogeninė sukcesija skiriasi nuo degradacijos?
7. Kokios yra skirtumų tarp pirminio ir antrinio paveldėjimo priežastys?
8. Kokia yra autogeninio paveldėjimo priežastis? Kur tai slypi – išorėje ar proceso viduje?
9. Kuri bendrija patvaresnė: krūminė ar pieva? Kodėl?
10. Kur ištekliai yra įvairesni – pradiniuose paveldėjimo etapuose ar paskutiniuose?
11. Kokius paveldėjimo modelius galima suformuluoti stebint pušyno formavimąsi?
12. Kodėl ekologinė sukcesija tradiciškai apibūdinama augalų bendrijų sukcesija?
13. Koks gali būti skirtingų eilučių greitis? Pavyzdžiai ;
14. Kodėl kulminacijos bendruomenė beveik nesikeičia?
15. Kaip paveldėjimas gali tapti cikliškas?
Rizoidai — siūliški dariniai samanose, paparčio ataugos, kerpės, kai kurių rūšių dumbliai ir grybai, atliekantys šaknies funkciją.
Perdavimas. Ekosistemos sukcesijos pavyzdžiai
paveldėjimo
Paveldėjimo rūšys
Antrinis paveldėjimas
Seksualinių pokyčių tipai
Paveldėjimo trukmė
Ekosistemos sukcesijos pavyzdžiai
Bendruomenės nuolat keičiasi. Keičiasi jų rūšinė sudėtis, tam tikrų organizmų skaičius, trofinė struktūra ir kiti bendrijos rodikliai.
Laikui bėgant bendruomenės keičiasi.
Sukcesija – tai nuoseklus, natūralus vienų bendruomenių pakeitimas kitomis tam tikroje teritorijos vietoje, sąlygotas vidinių ekosistemos vystymosi veiksnių.
Norėdami suprasti ekologinio sukcesijos pobūdį, įsivaizduokite IDEALIĄ bendruomenę (tai yra, bendra autotrofų gamyba energetine prasme tiksliai atitinka energijos sąnaudas, sunaudotas ją sudarančių organizmų gyvybinei veiklai užtikrinti).
Ekologijoje bendras energijos suvartojimas vadinamas - bendru bendruomenės alsavimu.
Aišku, kad tokiu idealiu atveju gamybos procesus subalansuoja kvėpavimo procesai.
Vadinasi, organizmų biomasė tokioje sistemoje išlieka pastovi, o pati sistema išlieka nepakitusi arba pusiausvyroje.
Jei „bendras kvėpavimas“ yra mažesnis už bendrą pirminę gamybą, ekosistemoje kaupsis organinės medžiagos;
Jei bus daugiau, jis bus sumažintas.
Tiek pirmuoju, tiek antruoju atveju įvyks bendruomenės pasikeitimai
Jei išteklių bus perteklius, visada atsiras rūšių, kurios gali jį įvaldyti, o jei trūksta, kai kurios rūšys išnyks.
Šis pokytis yra ekologinio paveldėjimo esmė.
Pagrindinis šio proceso bruožas yra tas, kad pokyčiai bendruomenėje visada vyksta pusiausvyros būsenos kryptimi.
1.1 Paveldėjimo rūšys
Susekcija, kuri prasideda gyvybės neturinčioje vietoje (pavyzdžiui, naujai susiformavusioje smėlio kopoje), vadinamas pirminis paveldėjimas.
Gamtoje pirminiai paveldėjimai yra gana reti ir trunka daug ilgiau nei antriniai – iki kelių šimtmečių.
Pirminis paveldėjimas- tai vietos, kurioje anksčiau nebuvo augmenijos, užaugimas: plikos uolos ar sustingusi vulkaninė lava.
Pavyzdys:
Bendruomenės formavimasis atviroje uolienos, sustingusios vulkaninės lavos srityje, naujai susiformavusioje smėlio kopoje arba atsitraukus ledynui.
Tik keli augalai gali gyventi tokioje dirvoje, jie vadinami sukcesijos pionieriais. Tipiški pionieriai yra samanos ir kerpės. Jie keičia dirvožemį, išskirdami rūgštį, kuri ardo ir purena uolienas. Mirstančios samanos ir kerpės suyra veikiamos skaidytojų bakterijų, o jų liekanos susimaišo su puriu akmenuotu substratu (smėliu).
Taip susidaro pirmasis dirvožemis, kuriame gali augti kiti augalai. Poreikis sunaikinti pirminę uolą yra pagrindinė lėtos pirminės eilės eigos priežastis; atkreipkite dėmesį į dirvožemio sluoksnio storio padidėjimą, vykstant sukcesijai.
Maistinių medžiagų neturtingoje dirvoje nusėda žolės, kurios tiksliau gali išstumti kerpes ir samanas. Žolių šaknys įsiskverbia į uolos plyšius, išstumia šiuos plyšius ir vis labiau ardo akmenį.
Žoles keičia daugiamečiai augalai ir krūmai, tokie kaip alksniai ir gluosniai. Ant alksnio šaknų yra mazgeliai - specialūs organai, kuriuose yra simbiotinių bakterijų, kurios fiksuoja atmosferos azotą ir prisideda prie didelių atsargų kaupimosi dirvoje, dėl ko dirvožemis tampa vis derlingesnis.
Dabar ant jo gali augti medžiai, pavyzdžiui, pušis, beržas ir eglė.
Taigi sukcesijos varomoji jėga yra ta, kad augalai keičia po jais esantį dirvožemį, paveikdami jo fizines savybes ir cheminę sudėtį, kad jis taptų tinkamas konkuruojančioms rūšims, kurios išstumia pirminius gyventojus, sukeldamos bendrijos pasikeitimą – sukcesiją, dėl augalo. konkurencija Jie ne visada gyvena ten, kur jiems geresnės sąlygos.
Pirminis paveldėjimas vyksta keliais etapais.
Pavyzdžiui, miško zonoje: sausas negyvas substratas - kerpės - samanos - vienmečiai augalai - javai ir daugiametės žolės - krūmai - 1 kartos medžiai - 2 kartos medžiai; stepių zonoje sukcesija baigiasi žolės stadijoje ir kt.
1.2 Antrinis paveldėjimas
Terminas „antrinis paveldėjimas“ reiškia bendruomenes, kurios vystosi vietoje jau egzistuojančios, anksčiau susiformavusios bendruomenės.
Vietose, kur žmogaus ūkinė veikla netrukdo organizmų tarpusavio santykiams, susidaro kulminacinė bendruomenė, kuri gali egzistuoti neribotą laiką – tol, kol bet kokia išorinė įtaka (arimas, miško ruoša, gaisras, ugnikalnio išsiveržimas, potvynis) nesuardys jos natūralios struktūros.
Jei bendruomenė sunaikinama, joje prasideda sukcesija – lėtas pirminės būsenos atkūrimo procesas.
Antrinio paveldėjimo pavyzdžiai: apleisto lauko, pievos, išdegusio ploto ar proskyno apaugimas.
Antrinis paveldėjimas trunka kelis dešimtmečius.
Tai prasideda vienmečių žolinių augalų atsiradimu išvalytoje dirvožemio vietoje. Tai tipinės piktžolės: kiaulpienė, sėjamoji erškėtis, šaltalankė ir kt. Jų pranašumas yra tas, kad jie greitai auga ir išaugina sėklas, pritaikytas vėjo ar gyvūnų pasklisti dideliais atstumais.
Tačiau po dvejų ar trejų metų jas pakeičia konkurentės – daugiametės žolės, o vėliau – krūmai ir medžiai, pirmiausia drebulė.
Šios uolos uždengia žemę, o jų plačios šaknų sistemos paima visą drėgmę iš dirvožemio, todėl tų rūšių sodinukai, kurie pirmą kartą pateko į lauką, sunkiai auga.
Tačiau paveldėjimas tuo nesibaigia; už drebulės atsiranda pušis; o paskutinės – lėtai augančios atspalviui atsparios rūšys, pavyzdžiui, eglės ar ąžuolai. Po šimto metų šioje vietoje atkuriama bendruomenė, buvusi lauko vietoje iki miško apželdinimo ir žemės arimo.
VEINIK- Poaceae arba Poa šeimos daugiamečių žolinių augalų gentis
Ryžiai. 8.7. Sibiro tamsių spygliuočių miško antrinė sukcesija (eglių-kedro taiga) po niokojančio miško gaisro.
1.4 Paveldėjimo trukmė
Perėjimo trukmę daugiausia lemia bendruomenės struktūra. Pirminės sukcesijos tyrimai tokiose vietose kaip smėlio kopos rodo, kad tokiomis sąlygomis kulminacija išsivysto šimtus metų. Antriniai paveldėjimo procesai, pavyzdžiui, plynuose, vyksta daug greičiau. Visgi, kad miškas atsigautų prie vidutinio drėgnumo klimato, prireikia mažiausiai 200 metų.
Jei klimatas ypač atšiaurus (pavyzdžiui, dykumoje, tundroje ar stepėje), epizodų trukmė trumpesnė, nes bendruomenė negali reikšmingai pakeisti nepalankios fizinės aplinkos. Pavyzdžiui, antrinis paveldėjimas stepėje trunka apie 50 metų.
Pagrindiniai antrinio paveldėjimo etapai vidutinio klimato sąlygomis:
· pirmasis žolinės vegetacijos tarpsnis trunka apie 10 metų;
· antroji krūmų stadija? nuo 10 iki 25 metų;
· trečioji lapuočių medžių stadija? nuo 25 iki 100 metų;
· ketvirtoji spygliuočių medžių stadija? daugiau nei 100 metų.
Perėjimas gali būti įvairaus masto. Jie gali eiti lėtai, per tūkstančius metų arba greitai, per kelias dienas.
Perėjimo trukmę daugiausia lemia bendruomenės struktūra.
Pirminio paveldėjimo metu stabiliai bendruomenei sukurti prireikia šimtų metų.
Atkreipk dėmesį!
Poreikis sunaikinti pirminę uolą yra pagrindinė lėtos pirminės eilės eigos priežastis.
Antrinis paveldėjimas vyksta daug greičiau. Tai paaiškinama tuo, kad pirminė bendrija palieka pakankamai maistinių medžiagų ir išsivysčiusių dirvožemių, o tai sudaro sąlygas sparčiau augti ir vystytis naujakuriams.
Pavyzdys:
Pabaigoje Europoje Pliocenas (prieš 3 mln. metų) prasidėjo ledynmetis. Ledynas sunaikino visą gyvybę po jo priedanga. Jis nuplėšė ir išlygino dirvožemio dangą, susmulkino akmenis. Atsitraukus ir klimatui šylant, buvo atskleistos didžiulės plikos, negyvos žemės plotai. Pamažu jį apgyvendino įvairūs augalai ir gyvūnai. Žinoma, šie pokyčiai vyko labai lėtai. Ten, kur ledynas sunaikino atogrąžų miškus, jų atkūrimas tęsiasi iki šiol. Šios sritys dar nepasiekė pastovios būklės. Taigi jiems neužteko milijonų metų, kad užbaigtų paveldėjimą.
Pamažu atėjo ir pokyčiai, lėmę plačialapių miškų atsiradimą. Miocenas (prieš 20 mln. metų) į dabartines šiaurines Vidurinės Azijos dykumas.
Sukcesija įvyksta daug greičiau po miško gaisro, kai tam tikra seka vieną biocenozę pakeičia kita, o tai galiausiai lemia stabilios bendruomenės atkūrimą.
Atvirų uolų užteršimas vyksta gana greitai: uolienų atkarpos dėl erozijos ar nuošliaužos.
Greičiausiai sekmės stebimos laikinajame rezervuare arba keičiantis bendrijoms irstančiame gyvūno lavone, pūvančiame medžio kamiene, šieno antpile.
Bendrieji paveldėjimo modeliai
Apskritai ekologinio sukcesijos reiškinį galima apibūdinti tokiomis nuostatomis:
Perėjimas yra natūralus procesas, kurio eigą galima nuspėti.
Susekcija yra pokyčių, kuriuos pačios bendruomenės daro buveinėje, rezultatas, tai yra, procesas nenustatomas iš išorės.
Perėjimas baigiasi susiformavus kulminacinei biocenozei, kuriai būdinga didžiausia įvairovė, taigi ir gausiausios jungtys tarp organizmų.
Taigi kulminacinė biocenozė yra maksimaliai apsaugota nuo galimų išorinių veiksnių trikdžių ir yra pusiausvyros būsenoje.
Pagrindinis ekologinio sukcesijos bruožas yra tas, kad pokyčiai bendruomenėje visada vyksta link pusiausvyros būsenos.
Kai ekosistema artėja prie galutinės stabilios būsenos (kulminacijos būsenos), joje, kaip ir visose pusiausvyros sistemose, visi vystymosi procesai sulėtėja.
Perėjimo stebėjimai rodo, kad kai kurios tam tikros biocenozių savybės keičiasi viena kryptimi, kad ir koks būtų paveldėjimo tipas.
Suformuluokime juos.
Augalų ir gyvūnų rūšys nuolat keičiasi.
Didėja organizmų rūšinė įvairovė.
Perėjimo metu organizmų dydis didėja.
Linijinės maisto grandinės, kuriose dominuoja žolėdžiai gyvūnai, išsivysto į sudėtingus maisto tinklus. Juose vis svarbesnį vaidmenį pradeda vaidinti detritivorinės formos (negyvos organinės medžiagos vartotojai).
Ilgėja ir sudėtingėja biologiniai ciklai, organizmai tampa vis labiau ekologiškai specializuoti.
Didėja organinių medžiagų biomasė. Sumažėja grynoji bendruomenės gamyba ir padidėja kvėpavimo dažnis.
1.5 Paveldėjimo reikšmė
Subrendusi bendruomenė, turinti didesnę įvairovę, turtingumą organizmų, labiau išsivysčiusią trofinę struktūrą ir subalansuotus energijos srautus, gali daug geriau atlaikyti fizinių veiksnių (tokių kaip temperatūra, drėgmė) pokyčius ir net kai kurias cheminės taršos rūšis. nei jauna bendruomenė. Tačiau jauna bendruomenė yra pajėgi pasigaminti naujos biomasės daug didesniais kiekiais nei senoji. Civilizacijų ir dykumų liekanos, kurių atsiradimą lėmė žmogaus veikla, yra puikus įrodymas, kad žmogus niekada nesuvokė savo artimo ryšio su gamta, būtinybės prisitaikyti prie gamtos procesų, o ne jiems įsakinėti. Nepaisant to, net ir šiuo metu sukauptų žinių pakanka, kad mūsų biosferos pavertimas vienu plačiu ariamos žemės kilimu būtų kupinas didžiulio pavojaus. Mūsų pačių apsaugai tam tikri kraštovaizdžiai turi būti pristatyti natūralioms bendrijoms.
Taigi žmogus gali nuimti turtingą derlių grynų produktų pavidalu, dirbtinai išlaikydamas bendruomenę ankstyvosiose sukcesijos stadijose. Iš tiesų, brandžioje bendruomenėje kulminacijos stadijoje grynoji metinė produkcija išleidžiama daugiausia augalų ir gyvūnų kvėpavimui ir gali būti net lygi nuliui.
Kita vertus, žmogiškuoju požiūriu bendruomenės atsparumas kulminacijos stadijoje, gebėjimas atlaikyti fizinių veiksnių poveikį (ir net juos valdyti) yra labai svarbi ir labai pageidautina savybė. Žmogus yra suinteresuotas ir produktyvumu, ir bendruomenės stabilumu. Norint palaikyti žmogaus gyvybę, būtinas subalansuotas ankstyvųjų ir brandžių paveldėjimo etapų rinkinys, kuris yra energijos ir materijos mainų būsenoje. Jaunose bendruomenėse susidaręs maisto perteklius leidžia išlaikyti senesnes stadijas, kurios padeda atlaikyti išorinį poveikį.
Pavyzdžiui, ariamos žemės turėtų būti laikomos jaunais sukcesijos tarpsniais. Tokios būklės jie išlaikomi nuolatinio ūkininko darbo dėka. Kita vertus, miškai yra senesnės, įvairesnės ir stabilesnės bendrijos, kurių grynoji produkcija maža. Labai svarbu, kad žmonės vienodai dėmesio skirtų abiejų tipų ekosistemoms. Jei miškas bus naikinamas siekiant laikinų pajamų iš medienos, sumažės vandens atsargos ir nuo šlaitų bus nušluotas dirvožemis. Tai sumažins vietovių produktyvumą. Miškai žmogui vertingi ne tik kaip medienos tiekėjai ar papildomų plotų, kuriuos gali užimti auginami augalai, šaltinis.
Deja, žmonės menkai suvokia aplinkosaugos pažeidimų, atsirandančių siekiant ekonominės naudos, pasekmes. Iš dalies taip yra dėl to, kad net aplinkosaugos specialistai kol kas negali tiksliai numatyti pasekmių, kurias sukelia įvairūs subrendusių ekosistemų sutrikimai. Civilizacijų ir dykumų liekanos, kurių atsiradimą lėmė žmogaus veikla, yra puikus įrodymas, kad žmogus niekada nesuvokė savo artimo ryšio su gamta, būtinybės prisitaikyti prie gamtos procesų, o ne jiems įsakinėti.
Nepaisant to, net ir šiuo metu sukauptų žinių pakanka, kad mūsų biosferos pavertimas vienu plačiu ariamos žemės kilimu būtų kupinas didžiulio pavojaus. Mūsų pačių apsaugai tam tikri kraštovaizdžiai turi būti atstovaujami natūralių bendrijų
PRIEDAS:
Nurodykite rezervuaro peraugimo iš siūlomos augmenijos etapus: sfagnumas, viksvas, pelkinė pušis, mišrus miškas, laukinis rozmarinas (viksas, sfagnumas, laukinis rozmarinas, pelkinė pušis, mišrus miškas).
Tinkama tvarka paskirstykite sukcesijos stadijas: vienmečiai augalai, krūmai, lapuočių medžiai, daugiamečiai augalai, spygliuočiai (vienmečiai, daugiamečiai augalai, krūmai, lapuočių medžiai, spygliuočiai)
Laiku sutvarkykite vykstančius paveldėjimo etapus: teritorijos kolonizavimą samanomis. žolinių augalų sėklų dygimas, krūmų kolonizacija, stabilios bendrijos formavimas, plikų uolienų kolonizacija kerpių
1. plikų uolienų kolonizacija kerpėmis
2. teritorijos kolonizavimas samanomis
3. žolinių augalų sėklų daigumas
4. kolonizacija krūmais
5. tvarios bendruomenės kūrimas
Bendruomenės evoliucijos (plėtros) eigos nuspėti negalima.
Bendriausi biocenozių evoliucijos modeliai:
1. Galima numatyti augalų ir gyvūnų rūšis bendruomenės vystymosi metu
2.Nuleidžia organizmų rūšių įvairovė.
3. Organizmų dydžiai sukcesijos metu mažėja.
4, Maisto grandinės sutrumpintas ir supaprastintas. Jie pradeda vaidinti vis svarbesnį vaidmenį detritivoriai.
5.Biologiniai ciklai tapti sudėtingesnis , organizmai tampa vis labiau ekologiškai specializuoti.
6. Organinių medžiagų biomasė bendruomenės vystymosi metu dideja. Vyksta aukščiošvarūs bendruomenės produktai ir lėčiau kvėpavimo intensyvumas.
Sukcesija (iš lot. succesio - tęstinumas, paveldėjimas) yra nuoseklus negrįžtamas ir natūralus vienos biocenozės (fitocenozės, mikrobų bendruomenės ir kt.) pokytis į kitą tam tikroje aplinkos srityje laikui bėgant dėl natūralios įtakos. veiksniai (įskaitant vidines jėgas) arba žmogaus poveikis.
Yra daug paveldėjimo klasifikacijų. Jie paprastai išskiria pirminį ir antrinį paveldėjimą.
Pirminė sukcesija paprastai suprantama kaip sukcesija, kurios vystymasis prasideda iš pradžių negyvame substrate. Panagrinėkime pirminės sukcesijos eigą naudodamiesi sausumos ekosistemų pavyzdžiu. Jei paimsime žemės paviršiaus plotus, pavyzdžiui, apleistas smėlynas, įvairiose geografinėse vietovėse (miškuose, stepių zonose ar tarp atogrąžų miškų ir pan.), tai visi šie objektai pasižymės tokiais modeliais kaip: gyvų organizmų apgyvendinimas. , jų rūšių įvairovės didėjimas, laipsniškas dirvožemių turtėjimas organinėmis medžiagomis, jų derlingumo didėjimas, ryšių tarp skirtingų rūšių ar trofinių organizmų grupių stiprėjimas, laisvų, ekologinių nišų skaičiaus mažėjimas, laipsniškas vis sudėtingesnių ir sudėtingesnių nišų formavimasis. biocenozės ir ekosistemos, didinant jų produktyvumą, mažesnių rūšių organizmai, ypač augalai, šiuo atveju, kaip taisyklė, pakeičiami didesniais, suaktyvėja medžiagų apykaitos procesai ir pan. turi būti atskirti, o tai reiškia kai kurių ekosistemų pakeitimą kitomis, o nuoseklios serijos baigiasi santykinai mažai kintančiomis ekosistemomis. Jos vadinamos menopauze (graikiškai menopauze – laiptais), radikalinėmis arba mazginėmis
Antrinės sukcesijos skiriasi nuo pirminių tuo, kad jos dažniausiai prasideda ne nuo nulinių reikšmių, o atsiranda sutrikusių ar sunaikintų ekosistemų vietoje. Pavyzdžiui, iškirtus miškus, miškų gaisrus, kai apauga žemės ūkio paskirties žeme buvę plotai. Pagrindinis skirtumas tarp šių sukcesijų yra tas, kad jie vyksta nepalyginamai greičiau nei pirminiai, nes prasideda tarpiniais etapais (žolės, krūmai ar sumedėję pionieriai) ir turtingesnių dirvožemių fone.
Bet kokiam paveldėjimui, ypač pirminiam, būdingi šie bendrieji proceso modeliai: .
1. Pradinėse stadijose rūšių įvairovė nežymi, produktyvumas ir biomasė maža. Vystantis paveldėjimui, šie rodikliai didėja.
2. Vystantis paveldėjimo serijai, stiprėja ryšiai tarp organizmų. Ypatingai didėja simbiotinių santykių skaičius ir vaidmuo. Buveinė tampa vis labiau išvystyta, o energijos tiekimo grandinės ir tinklai tampa sudėtingesni.
3. Mažėja laisvų ekologinių nišų, o kulminacijos bendruomenėje jų arba nėra, arba jų yra minimaliai. Šiuo atžvilgiu, vystantis sukcesijai, atskirų rūšių protrūkių tikimybė mažėja.
4. Suintensyvinami medžiagų apykaitos, energijos tekėjimo ir ekosistemų kvėpavimo procesai.
5. Sukcesijos proceso greitis labai priklauso nuo organizmų, kurie vaidina pagrindinį vaidmenį ekosistemų sudėtyje ir funkcionavime, gyvenimo trukmės. Dinaminiai procesai nesustoja, o tik sulėtėja. Dinaminiai procesai tęsiasi dėl aplinkos pokyčių, organizmų kartų kaitos ir kitų reiškinių. Palyginti didelę dalį užima dinamiški ciklinio (svyravimo) plano procesai.
Energijos srautas ir medžiagų ciklai biosferoje
Medžiagų ciklas suprantamas kaip pasikartojantis medžiagų virsmo ir judėjimo gamtoje procesas, kuris turi daugiau ar mažiau ryškų cikliškumą. Medžiagų cikle dalyvauja visi gyvi organizmai, kai kurias medžiagas pasisavindami iš išorinės aplinkos, o kitas išleisdami į ją. Taigi augalai suvartoja anglies dvideginį, vandenį ir mineralines druskas iš išorinės aplinkos ir išskiria į ją deguonį. Gyvūnai įkvepia augalų išskiriamą deguonį, o juos valgydami pasisavina iš vandens ir anglies dvideginio susintetintas organines medžiagas ir iš nesuvirškintos maisto dalies išskiria anglies dvideginį, vandenį bei medžiagas. Bakterijoms ir grybams skaidant negyvus augalus ir gyvūnus, susidaro papildomi anglies dvideginio kiekiai, o organinės medžiagos virsta mineralinėmis medžiagomis, kurios patenka į dirvą ir vėl pasisavinamos augalų. Nuolatinė cheminių elementų cirkuliacija biosferoje daugiau ar mažiau uždarais keliais vadinama biogeocheminiu ciklu. Tokios apyvartos poreikis paaiškinamas ribotu jų pasiūla planetoje. Siekiant užtikrinti gyvybės begalybę, cheminiai elementai turi judėti ratu. Medžiagų ciklas pasireiškia pakartotiniu medžiagų dalyvavimu atmosferoje, hidrosferoje, litosferoje, įskaitant biosferą sudarančius sluoksnius. Yra du pagrindiniai medžiagų ciklai: didelis (geologinis) ir mažas (biologinis arba biotinis), kurios apima visą planetą. Geologinis (didysis) ciklas - tai medžiagų apykaita tarp sausumos ir Pasaulio vandenyno Pirma, vyksta pasaulinė vandens cirkuliacija, t.y. iš pradžių krituliai, po to paviršinis ir požeminis nuotėkis, infiltracija, garavimas ir galiausiai kondensacija, tada vėl krituliai Vandens ciklas sunaudoja beveik trečdalį visos Žemę pasiekiančios saulės energijos Didelis medžiagų ciklas neuždarytas: tam tikras kiekis medžiagų pašalinamas iš ciklas ir yra išsaugomas nuosėdinėse uolienose kalkakmenio, durpių, naftos ir kitų uolienų bei mineralų pavidalu. Tai užtikrins laipsnišką žemės plutos ir biosferos vystymąsi, sąveikauja tarpusavyje, kartais susilieja, tačiau struktūriškai ir funkciškai jie labai skiriasi biologinis ciklas Jam būdingi šie būdingi bruožai, palyginti su geologine: jo veikimas, kaip taisyklė, vyksta biogeocenozėje, o geologinis vyksta didelėse teritorijose - žemynuose ir gretimose vandenyno dalyse;
Pagrindinė biologinio ciklo priežastis ir varomoji jėga yra skirtingi gamintojų, vartotojų ir skaidytojų mitybos modeliai, o geologinis ciklas – vandens ciklas tarp vandenyno ir sausumos; mažas ciklas apima tik biogeninius elementus, o didelis ciklas apima visus cheminius elementus, esančius žemės plutoje
Cheminių elementų ciklų trukmė biologiniame cikle yra trumpalaikė (metai, keli metai, dešimtys ir šimtai metų), o ciklo trukmė geologiniame cikle – dešimtys ir net šimtai tūkstančių uolienų. Medžiagų ciklas, kaip ir visi gamtoje vykstantys procesai, reikalauja nuolatinio energijos srauto. Gyvybės egzistavimą užtikrinančio biogeninio ciklo pagrindas yra saulės energija. Maisto grandinės etapuose organinėse medžiagose surišta energija mažėja, nes didžioji jos dalis patenka į aplinką šilumos pavidalu arba išeikvojama organizmuose vykstantiems procesams, todėl biosferoje stebimas energijos srautas ir jos transformacija . Taigi biosfera gali būti stabili tik tuo atveju, jei vyksta nuolatinis medžiagų ciklas ir saulės energijos antplūdis.
Biosferos medžiagos
Kurdamas biosferos doktriną, V. I. Vernadskis daug dėmesio skyrė biosferą sudarančios gyvosios medžiagos planetiniam geocheminiam vaidmeniui. Kaip jau minėjome, V. I. Vernadskis manė, kad biosferos medžiaga susideda iš kelių nevienalyčių natūralių dalių. Gyva materija - visas Žemėje gyvenančių gyvų organizmų kūnų rinkinys yra fiziškai ir chemiškai vieningas, nepaisant jų sisteminės priklausomybės. Gyvosios medžiagos masė yra palyginti maža ir yra 2,4...3,6 1012 tonų (sausoji masė) ir sudaro mažiau nei vieną milijonąją visos biosferos (apie 3 1018 tonų), o tai, savo ruožtu, sudaro mažiau nei vieną tūkstantoji Žemės masės dalis. Tačiau tai yra „viena galingiausių geocheminių jėgų mūsų planetoje“, nes gyvi organizmai ne tik gyvena žemės plutoje, bet ir keičia Žemės išvaizdą. Gyvi organizmai gyvena žemės paviršiuje labai netolygiai. Jų pasiskirstymas priklauso nuo geografinės platumos.
Maistinė medžiaga - gyvo organizmo sukurta ir perdirbta medžiaga. Organinės evoliucijos metu gyvi organizmai per savo organus, audinius, ląsteles ir kraują tūkstantį kartų praėjo didžiąją atmosferos dalį, visą pasaulio vandenynų tūrį ir didžiulę mineralų masę. Šį geologinį gyvosios medžiagos vaidmenį galima įsivaizduoti iš anglies, naftos, karbonatinių uolienų ir kt.
Inertinė medžiaga - produktai, susidarę nedalyvaujant gyviems organizmams.
Bioinertinė medžiaga - medžiaga, kurią vienu metu sukuria gyvi organizmai ir inertiniai procesai, atstovaujantys abiejų dinamiškai pusiausvyros sistemoms. Tai dirvožemis, dumblas, atmosferos poveikio pluta ir kt. Organizmai juose atlieka pagrindinį vaidmenį.
Medžiaga, kuriai vyksta radioaktyvus skilimas.
Išsklaidyti atomai , nuolat kuriamas iš visų rūšių antžeminės medžiagos, veikiamos kosminės spinduliuotės.
Kosminės kilmės medžiaga .
