Succesiunea ecologică este un proces de schimbare treptată a compoziției, structurii și funcției ecosistemelor sub influența factorilor externi sau interni.
Restabilirea echilibrului perturbat de către ecosistem trece prin etape clar definite.
Un ecosistem poate fi scos din echilibru în multe feluri. Acest lucru se întâmplă de obicei din cauza incendiului, inundațiilor sau secetei. După un astfel de dezechilibru, noul ecosistem se reface singur, iar acest proces este regulat și se repetă într-o varietate de situații. Ce se întâmplă într-un ecosistem perturbat? La locul unei perturbări, anumite specii și întregul ecosistem se dezvoltă în așa fel încât ordinea de apariție a acestor specii să fie aceeași pentru perturbări similare și habitate similare. Această înlocuire secvenţială a unor specii cu altele este esenţa succesiunii ecologice.
Cu toate acestea, există un alt model care explică mecanismul succesiunii astfel: speciile fiecărei comunități anterioare sunt deplasate doar prin competiție consistentă, inhibând și „rezistând” introducerii speciilor ulterioare.
Cu toate acestea, această teorie ia în considerare doar relațiile competitive dintre specii, fără a descrie întreaga imagine a ecosistemului în ansamblu. Desigur, astfel de procese au loc, dar deplasarea competitivă a speciilor anterioare este posibilă tocmai pentru că transformă biotopul.
Astfel, ambele modele descriu aspecte diferite ale procesului și sunt valabile în același timp. Pe măsură ce trecem de-a lungul seriei de succesiune, există o implicare tot mai mare a nutrienților în ciclul ecosistemelor; este posibilă o închidere relativă a fluxurilor de nutrienți precum azotul și calciul (unul dintre cei mai mobili nutrienți) în cadrul ecosistemului.
Prin urmare, în stadiul terminal, când majoritatea nutrienților sunt implicați în ciclu, ecosistemele sunt mai independente de aprovizionarea externă a acestor elemente. Pentru studierea procesului de succesiune se folosesc diverse modele matematice, inclusiv cele de natură stocastică.
1.1 Tipuri de succesiune
Orice ecosistem, adaptându-se la schimbările din mediul extern, se află într-o stare de dinamică. Această dinamică poate viza atât părți individuale ale ecosistemelor (organisme, populații, grupuri trofice), cât și sistemul în ansamblu. În acest caz, dinamica poate fi asociată, pe de o parte, cu adaptări la factori externi ecosistemului și, pe de altă parte, cu factori care sunt creați și modificați de ecosistemul însuși.
Aceste modificări în unele cazuri pot fi repetate într-o oarecare măsură, dar în altele sunt unidirecționale, progresive ca natură și determină dezvoltarea ecosistemului într-o anumită direcție.
Succesiuni primare.
Primar se referă de obicei la succesiune, a cărei dezvoltare începe pe un substrat inițial lipsit de viață. Să luăm în considerare cursul succesiunii primare folosind exemplul ecosistemelor terestre. Dacă luăm zone ale suprafeței pământului, de exemplu, gropi de nisip abandonate, în diferite zone geografice (în pădure, zone de stepă sau printre pădurile tropicale etc.), atunci toate aceste obiecte vor fi caracterizate prin modele precum:
colonizare de către organismele vii
· creşterea diversităţii lor de specii
Îmbogățirea treptată a solurilor cu materie organică
· cresterea fertilitatii lor
· întărirea legăturilor între diferite specii sau grupuri trofice de organisme
· reducerea numărului de nişe ecologice gratuite
· formarea treptată a biocenozelor și ecosistemelor din ce în ce mai complexe
· creșterea productivității acestora.
Speciile mai mici de organisme, în special plantele, sunt de obicei înlocuite cu altele mai mari, se intensifică procesele de circulație a substanțelor etc.
În fiecare caz, se pot distinge etape succesive de succesiune, prin care înțelegem înlocuirea unor ecosisteme cu altele, iar seria de succesiune se termină cu ecosisteme relativ puțin în schimbare. Ele sunt numite climax (greacă climax - scară), radicale sau nodale
Succesiunea primară are loc în mai multe etape.
De exemplu, într-o zonă de pădure: substrat uscat fără viață - licheni - mușchi - plante anuale - cereale și ierburi perene - arbuști - arbori din prima generație - arbori din a doua generație; în zona de stepă, succesiunea se termină la stadiul de iarbă etc.
Succesiuni secundare.
Termenul „succesiune secundară” se referă la comunitățile care se dezvoltă în locul unei comunități existente anterior. În locurile în care activitatea economică umană nu interferează cu relațiile dintre organisme, se dezvoltă o comunitate de climax, care poate exista o perioadă nedeterminată de timp - până când orice influență externă (arătură, exploatare forestieră, incendiu, erupție vulcanică, inundație) îi perturbă structura naturală. Dacă o comunitate este distrusă, succesiunea începe în ea - un proces lent de restabilire a stării sale originale. Exemple de succesiuni secundare: creșterea excesivă a unui câmp abandonat, pajiște, zonă arsă sau poieniță. Succesiunea secundară durează câteva decenii. Începe cu apariția plantelor erbacee anuale în zona curățată a solului. Acestea sunt buruieni tipice: păpădie, ciulin de scroafă, coltsfoot și altele. Avantajul lor este că cresc rapid și produc semințe adaptate răspândirii pe distanțe lungi de vânt sau animale. Cu toate acestea, după doi sau trei ani, acestea sunt înlocuite de concurenți - ierburi perene, iar apoi de arbuști și copaci, în primul rând aspen. Aceste stânci umbră pământul, iar sistemele lor extinse de rădăcină preiau toată umezeala din sol, astfel încât răsadurilor speciilor care au lovit prima dată câmpul le este greu să crească. Cu toate acestea, succesiunea nu se oprește aici; în spatele aspenului apare un pin; iar ultimele sunt specii cu creștere lentă și tolerante la umbră, precum molid sau stejar. O sută de ani mai târziu, comunitatea care se afla pe locul câmpului înainte de împădurirea și arătura pământului se reface pe acest loc.
Termenul „succesiune” înseamnă o schimbare naturală și consecventă a comunității și funcțiilor care are loc datorită influenței diferiților factori. Succesiunea este cauzată de schimbările naturale, precum și de influența umană. Fiecare ecosistem predetermina existența următorului sistem ecologic și propria sa extincție. Acesta este un proces natural care are loc datorită acumulării de energie în ecosistem, schimbărilor microclimatice și transformărilor biotopului.
Esența succesiunii
Succesiunea este îmbunătățirea treptată a unui ecosistem. Succesiunea poate fi urmărită cel mai clar folosind un exemplu; se manifestă printr-o schimbare a vegetației, o modificare a compoziției acestora și înlocuirea unor plante dominante cu altele. Fiecare succesiune poate fi împărțită în două grupe principale:
- Succesiunea primară.
- Secundar.
Succesiunea primară este punctul de plecare inițial, deoarece are loc în zonele lipsite de viață. În prezent, aproape tot terenul este deja ocupat de diverse comunități, așa că apariția unor zone libere de ființe vii este de natură locală. Exemple de succesiune primară sunt:
- aşezarea de către comunităţi pe stânci;
- aşezarea anumitor teritorii în deşert.
În zilele noastre, succesiunea primară este destul de rară, dar la un moment dat fiecare masă de pământ a trecut prin această etapă.
Succesiunea secundara
Succesiunea secundară sau restauratoare are loc într-o zonă ocupată anterior. O astfel de succesiune poate avea loc oriunde și poate apărea la diferite scări. Exemple de succesiune secundară:
- repopularea pădurii după un incendiu;
- creșterea excesivă a unui câmp abandonat;
- așezarea sitului după o avalanșă, care a distrus toate viețuitoarele de pe sol.
Motivele succesiunii secundare sunt:
- arat terenul;
- inundații;
Procesul complet de succesiune secundară durează aproximativ 100-200 de ani. Începe când pe parcele apar plante erbacee anuale. După 2-3 ani sunt înlocuite cu ierburi perene, apoi cu concurenți și mai puternici - arbuști. Etapa finală este apariția copacilor. Aspen, molid, pin și stejar cresc, ceea ce pune capăt procesului de succesiune. Aceasta înseamnă că refacerea ecosistemului natural din această zonă este complet finalizată.
Principalele etape ale procesului de succesiune
Durata succesiunii depinde de speranța de viață a organismelor implicate în procesul de restaurare sau creare a ecosistemului. Rata este cea mai scurtă în ecosistemele dominate de plante erbacee și cea mai lungă în pădurile de conifere sau stejari. Principalele modele de succesiune:
- În stadiul inițial, diversitatea speciilor este nesemnificativă; în timp crește.
- Pe măsură ce procesul se dezvoltă, relațiile dintre organisme cresc. Simbioza crește și ea, iar lanțurile trofice devin mai complexe.
- În procesul de consolidare a succesiunii, numărul speciilor individuale libere scade.
- Cu fiecare etapă de dezvoltare, interconectarea organismelor din ecosistemul existent se întărește și prinde rădăcini.
Avantajul unei comunități ecosistemice complet formate față de una tânără este că este capabilă să reziste la schimbările negative sub formă de schimbări de temperatură și de umiditate. O astfel de comunitate stabilită poate rezista mai bine. Acest lucru face posibilă conștientizarea importanței ecosistemelor naturale și a pericolelor utilizării excesive a ecosistemelor artificiale. La fel ca rezistența unei comunități mature la factorii fizici, productivitatea unei comunități artificiale este importantă pentru viața umană, motiv pentru care este atât de important să se mențină un echilibru între ei.
Succesiunea ecologica - Fiecare biocenoză depinde de biotopul său și, în consecință, biotopul este influențat de biocenoză. Deoarece factorii climatici, geologici și biotici sunt supuși schimbării, comunitatea se schimbă inevitabil. Adică dezvoltarea lui este un fenomen obligatoriu.
În fiecare caz specific, această dezvoltare are loc cu o viteză diferită. În biocenoză apar modificări în timpul zilei, în funcție de anotimpuri, pe un număr de ani. Schimbările în ea sunt posibile de-a lungul erelor geologice. Putem spune că orice biocenoză (și chiar un ecosistem) este un sistem deschis, în continuă schimbare și dezvoltare sub influența diferitelor tipuri de cauze interne și externe.
| Capitolul introductiv Ce este ecologia? |
| Capitolul I Factori și resurse de mediu |
| Capitolul II Ecologia individului (autehologie) |
| Capitolul III Fundamentele doctrinei populaţiei |
| Capitolul IV Biocenoze, ecosisteme, biosferă |
| Capitolul V Ecosisteme ale peisajelor urbane |
| Capitolul VI Modele biocenotice ale evoluției urbane |
| Capitolul VII Legile ecologiei și activității umane |
| Capitolul VIII Legislația de mediu a Rusiei |
| Aplicație |
Biocenoza constă dintr-un număr mare de populații de specii ale diferitelor organisme. Abundența relativă a speciilor în diferite puncte ale spațiului nu este aceeași, iar raportul dintre numărul lor se poate schimba în timp.
Ce determină prezența unei specii într-o anumită comunitate?
Prin urmare, succesiunea de apariție și dispariție a speciilor într-o zonă dată necesită ca înseși condițiile, resursele și influența altor specii să se schimbe aici în timp.
Deci, la schimbarea condițiilor, biocenoza se modifică, adică cea anterioară este distrusă și următoarea apare în același loc. Apariția unei noi biocenoze, formarea ei treptată și apoi dezvoltarea unei comunități deja consacrate până când aceasta este înlocuită cu una nouă - aceasta este calea oricărei comunități, evoluția ei. Ea poate fi urmărită prin descrierea ecosistemului în ansamblu, sau poate fi prezentată ca o succesiune de apariție și dispariție a populațiilor diferitelor specii într-un anumit habitat (non-sezonier, direcționat și continuu). Acesta este procesul de dezvoltare al oricărei comunități. De obicei se numeșteserie (din latinescul „successio” - continuitate).
2. Succesiunea degradativă
Se poate numi un tip de modificări succesive ale speciilorsuccesiune de degradare.
Cu el, speciile, înlocuindu-se succesiv unele pe altele, folosesc orice resursă limitată. Acesta ar putea fi așternut de frunze, o carcasă de animal, gunoi de grajd sau un copac căzut. Succesiunea aici are loc destul de repede - în câteva luni sau ani. Orice materie organică moartă(detritus) utilizat de microorganisme sau detritivore animale. De obicei, apar și dispar pe rând diferite tipuri de ele, întrucât unele substanțe organice sunt epuizate în timpul descompunere și apar altele. În același timp, modificările stării fizice a detritusului îl fac favorabil mai întâi pentru unele specii și apoi pentru altele. Deci, pe această materie organică moartă, o comunitate de animale o înlocuiește pe alta până când întreaga resursă este folosită și materia organică este mineralizată.
Un exemplu de astfel de succesiune este descompunerea plantelorwow așternut într-o pădure de conifere. Se acumulează continuu sub copertinele pinii. La suprafață, acele sunt cele mai tinere, iar cu cât sunt localizate mai adânc, cu atât devin mai în vârstă. Acele sunt utilizate de diferite tipuri de ciuperci, iar grupurile din speciile lor se înlocuiesc între ele într-o anumită secvență. În cele din urmă, animalele se alătură și ele în consumul acestor ace de pin. Succesiunea începe chiar și atunci când acele nu au căzut, ci pur și simplu au îmbătrânit suficient pe ramuri. Apoi, unul dintre tipurile de ciuperci se așează pe ele și, în momentul în care îmbătrânesc și mor (atârnă de ramuri de ceva timp, mort), acest consumator este înlocuit cu alte trei specii. Mănâncă ace moarte, începând de la căderea lor din ramuri și tot timpul se află în primul strat de ace căzute. După șase luni de culcare, primele straturi se înmoaie. Ele sunt capturate și digerate de mai multe tipuri de ciuperci care le înlocuiesc pe primele două.
Următoarea etapă de descompunere are loc în al doilea strat. Acele de aici sunt bine compactate, țesuturile lor sunt moi și fragile, culoarea lor devine gri-negru. Micoflora (comunitatea de ciuperci care mănâncă aceste ace) devine mai iubitoare de umiditate asupra lor, deoarece umiditatea crește în acest strat de sol. Încă trei specii noi de ciuperci, consumatori de ace de pin, apar aici. În plus, acarienii de sol încep să distrugă țesutul intern al acelor. Doi ani mai târziu, structura acelor se schimbă din nou. Ele sunt strâns compactate, iar zonele afectate anterior de ciuperci sunt acum preluate de codali, acarieni și oligohete. Activitatea acestui grup de animale completează distrugerea fizică a acelor. Animalele enumerate sunt apoi înlocuite de o comunitate de ciuperci basidiomicete (mai multe specii), care distrug cele mai puternice părți ale acelor - celuloza și lignina. După aproximativ șapte ani, acele devin structural imposibil de distins, consumul lor s-a încheiat și țesuturile sunt complet mineralizate.
3. Succesiunea autogenă
Un alt tip de succesiune se numeșteautogenă. Ea ar putea fi fieprimar, sau secundar. Succesiunea în teritoriile nou dezvoltate (în absența unei modificări treptate a factorilor abiotici) se numește autogenă. Dacă zona locuită nu a fost anterior expusă influenței vreunei comunități, atunci se vorbește despre succesiune primară, de exemplu, pe o dună de nisip nou formată, sau după retragerea unui ghețar sau pe o zonă expusă de stâncă. . Când vegetația oricărei zone este distrusă parțial sau complet și rămâne în acest loc un sol bine dezvoltat cu semințe, spori și chiar rizomi, atunci schimbarea ulterioară a compoziției speciilor se numește succesiune secundară. Poate fi cauzată de distrugerea locală a pădurilor de către boli, uragane, incendii sau defrișări.
Să luăm în considerare varianta succesiunii primare, când roca goală a fost expusă în locul unei zone de pădure ca urmare a unei alunecări de teren. Acolo începe formarea primei comunități (pionier). Sub influența ploii, a vântului și a schimbărilor de temperatură, roca se crăpă și se prăbușește. Crăpăturile și crăpăturile captează praful și microorganismele transportate de vânt. Destul de repede, roca devine acoperită cu o peliculă subțire (microscopică) de materie organică, constând în principal din microorganisme și produșii lor metabolici. Pe acest film se formează primii licheni, iar biocenoza încetează să fie pur bacteriană. Lichenii sunt, după cum știți, simbioți ai unei ciuperci și cianobacteriilor sau ai unei ciuperci și ai algelor. Cu rizoizii săi ele distrug în continuare suprafața stâncii și o fac foarte intens.
Succesiunea autogenă primară
(etape de dezvoltare de la pionier până la menopauză)
Rizoizii uscați pătrund în cele mai mici crăpături și după prima ploaie, udându-se și umflându-se, sparg literalmente piatra. Creșterea filmului organic cu apariția lichenilor se accelerează considerabil.
Deci roca a primit la suprafata sa o a doua comunitate dupa cea bacteriana, si este formata din licheni, alge, microorganisme, nematozi si protozoare.
Următoarea etapă de succesiune pe stâncă începe cu germinarea sporilor de mușchi aici. Mușchiul crește și accelerează distrugerea stâncii, în același timp contribuie la complicarea comunității rezultate, deoarece apare un nou tip de resursă - masa verde. Stratul de mușchi reține apa mai bine decât lichenii și produce materie organică (în creștere) mai rapid. Pe capacul de mușchi, populația de insecte și viermi devine mult mai diversă. De asemenea, semințele de iarbă rămân aici mai ușor. Stratul de sol format sub mușchi este deja capabil să susțină ceva vegetație erbacee. Astfel, apare o nouă biocenoză cu o varietate de animale caracteristice care trăiesc aici pe mușchi, licheni rămași și pâlcuri rare de vegetație erbacee care au apărut. Producția de masă a plantelor în această biocenoză crește mai repede decât în cea anterioară. Utilizarea lui de către diverse animale este, de asemenea, accelerată. Vegetația erbacee are cea mai mare capacitate de acumulare dintre toate tipurile de vegetație.
Dezvoltarea pajiștii va ajunge în sfârșit la stadiul în care primii arbuști vor putea stăpâni pe gazonul acesteia. Vor începe să crească și treptat vor înghesui din ce în ce mai mult pajiștea. Arbuștii au o viață mai lungă decât plantele erbacee, iar debutul lor va fi lent. Dar treptat fața biocenozei se va schimba din nou. Acum vom vedea un pustiu arbuști cu un set corespunzător de resurse și consumatorii acestora. Fauna și, mai ales, păsările vor fi mai abundente aici.
Comunitatea de arbuști va dura mult mai mult decât comunitatea de luncă. Are o compoziție mai complexă și conține mai multe specii longevive. Și numărul speciilor de animale și plante este, de asemenea, mai mare. Unul dintre principiile biocenologiei este că, cu cât mai multe specii, cu atât comunitatea este mai stabilă. O stabilitate mai mare în comparație cu o pajiște va determina o durată lungă de viațăarbustiv pustietate.
Cu toate acestea, în câteva decenii, primii copaci vor apărea cu siguranță printre tufișuri. Vor fi foioase și vor marca începutul unei noi etape de succesiune (nouă etapă) - pădure de foioase. Vâncăra arbustului cedează în mod natural loc următoarei biocenoze - pădurea de foioase. Această schimbare va trece prin numeroasele sale etape de dezvoltare. Va apărea o nouă populație de animale: uneleubiqivisti (organisme existente cu succes egal în diferite biocenoze) vor rămâne aici din comunitățile anterioare. În caz contrar, compoziția speciei se va modifica. Această comunitate va dura mai mult decât predecesorii ei, îndeplinind astfel unul dintre principiile succesiunii, care poate fi formulat la nivel cotidian astfel: „a venit repede, a plecat repede”.
O pădure de foioase s-a dezvoltat în locul unei vogărițe cu arbuști și, în cele din urmă, începe să se formeze ultima etapă de succesiune pentru acest loc - în pădurea de foioase apar primii copaci de conifere. Între aceste tipuri de vegetație începe o lungă competiție (cu atât mai mult cu cât ambele sunt longevive). Victoria coniferelor va avea loc numai atunci când acestea depășesc în creștere, umbră și, prin urmare, supraviețuiesc speciilor de foioase.
Finalul acestei succesiuni este o pădure matură de conifere, care a crescut aici înainte de alunecarea de teren. Întreaga schimbare a biocenozelor se încadrează în câteva sute de ani. că nu este exclusă o nouă alunecare de teren în acest loc și atunci totul s-ar putea întâmpla din nou.
4. Contribuția plantelor la succesiune
Studiul structurii și succesiunii comunității este de obicei considerat domeniul botanicii (fitocenologie), iar acest lucru nu este întâmplător. Majoritatea biomasei și principalele caracteristici ale structurii biocenozei sunt asociate cu plantele. În plus, plantele nu sunt dificil de enumerat și numărat, determinând astfel abundența și continuitatea speciilor. Contribuția mare a plantelor la succesiune este asociată nu numai cu faptul că sunt producători primari (formatori de masă organică), ci și cu faptul că se descompun destul de lent. Pe lângă biomasa vie, organismele vegetale creează cea mai mare parte a necromasei, adică materie organică moartă. În ciuda activității ridicate a bacteriilor și a altor detritivore, resturile vegetale se acumulează sub formă de așternut de frunze sau turbă. În plus, dominația copacilor în majoritatea comunităților se explică tocmai prin capacitatea lor de a acumula materie moartă în corpurile lor. Majoritatea trunchiului și a ramurilor constau din acesta. Tendința arbuștilor și copacilor din habitatele moderat umede de a înlătura vegetația erbacee apare deoarece dezvoltă o coroană și un sistem radicular puternic. Toate acestea sunt construite pe un „schelet” mare, complex ramificat, constând în principal din țesut mort (lemn). Corpurile animalelor se descompun mult mai repede, dar uneori rămășițele lor, precum cele ale plantelor, determină structura comunității și cursul succesiunii în ea. Acest lucru se întâmplă atunci când scheletele calcaroase se acumulează în timpul creșterii coralilor. Un recif de corali, ca o pădure sau o turbără, dirijează schimbările în comunitate (biocenoza), acumulând trecutul său mort. Coralii care construiesc recifurile, precum copacii, dobândesc în comunitate. Ele își ridică părțile asimilabile (care formează materie organică) din ce în ce mai sus deasupra bazei moarte. În ambele cazuri (corali și pădure), rezultatul va fi un efect puternic asupra mediului, „controlând” existența altor organisme în acesta. Comunitatea recifului de corali (dominată de animale în simbioză cu alge) are o structură la fel de complexă ca o pădure tropicală.
Faptul că plantele formează în cele mai multe cazuri structura comunității și determină cursul succesiunii nu înseamnă că ele determină întotdeauna strict compoziția de specii a animalelor incluse în comunitate. Acest lucru este parțial adevărat deoarece plantele sunt baza tuturor lanțurilor trofice. Ele determină, de asemenea, în mare măsură parametrii fizici ai habitatului animalelor. Cu toate acestea, adesea animalele determină natura fitocenozei. O imagine clară a rolului fitofagelor este dată de scăderea populației de iepuri din Anglia (aceștia se sting din cauza mixomatozei). Acolo unde au dispărut, compoziția de specii a plantelor din pajiști se schimbă rapid. Deosebit de caracteristică este o creștere bruscă a abundenței de arbuști și copaci (tuboful lor fusese mâncat anterior de iepuri).
5. Viteza succesiunii
Câteva cuvinte despre ritmul și durata succesiunii. Succesiunile în sine pot fi de diferite scări. Ele pot merge lent, de-a lungul a mii de ani, sau rapid, pe parcursul a mai multor zile.
În Europa, la sfârșitul Pliocenului (acum 3 milioane de ani), a început Epoca de Gheață. Ghețarul a distrus toată viața sub acoperirea sa. A rupt și a netezit stratul de sol, a zdrobit pietre. Odată cu retragerea și încălzirea climatului, au fost expuse vaste întinderi de pământ gol, fără viață. Treptat a fost populat de diverse plante și animale. Desigur, aceste schimbări au avut loc foarte lent. Acolo unde ghețarul a distrus pădurile tropicale, restaurarea acestora continuă până în zilele noastre. Aceste zone nu au atins încă o stare de echilibru. Deci nu au avut suficiente milioane de ani pentru a finaliza succesiunea.
Schimbările care au condus pădurile xerofite cu frunze late din Miocen (acum 20 de milioane de ani) la actualele deșerturi din nordul Asiei Centrale au avut loc, de asemenea, încet. Starea actuală a vegetației și faunei din Karakum Central s-a dezvoltat foarte lent. A început din momentul în care antica Marea Aral-Caspică, retrăgându-se, a expus o zonă imensă a fundului său.
Succesiunea are loc mult mai repede după un incendiu de pădure, când o biocenoză este înlocuită cu alta într-o anumită secvență, ceea ce duce în final la restabilirea unei comunități stabile. Murdarea stâncilor expuse are loc relativ rapid : zone de rocă rezultate din eroziune sau alunecări de teren.
Cele mai rapide succesiuni se observă într-un rezervor temporar sau la schimbarea comunităților în cadavrul în descompunere al unui animal, într-un trunchi de copac putrezit, într-o infuzie de fân.
6. Conceptul de menopauză
Sunt succesiunile finite? Dacă, în loc de indivizi pe moarte, un loc în comunitate este ocupat de indivizi din aceeași specie, și nu de alții, atunci schimbările de specii se vor opri și va avea loc un echilibru stabil.
Biocenoza de climax rămâne neschimbată mult timp (mai multe vieți umane). A existat odată o credință comună că există un singur punct culminant adevărat în orice zonă climatică. Se credea că toate succesiunile dintr-o anumită zonă natural-climatică duc la același tip de comunitate climax. Și asta se întâmplă indiferent de unde au început. Așadar, o dună de nisip, un teren de pârghie și chiar un iaz supraîncărcat trebuie să ajungă în cele din urmă la același tip de comunitate. Cu toate acestea, acum au sosit
la convingerea că cursul succesiunii este influențat nu numai de factorii climatici (care sunt aproximativ la fel într-o zonă dată), ci și de condițiile solului, topografia și procesele, inclusiv cele catastrofale, precum incendiul. Prin urmare, într-o zonă climatică poate exista o serie de comunități de climax sau un număr de etape specifice ale climaxului.
În condiții de teren, este foarte dificil să identifici o comunitate de climax stabilă. De obicei, este posibil să observați că rata de succesiune scade la un anumit nivel. După care nu se mai poate observa nicio modificare. Pe terenurile de pânză, atingerea stadiului final de succesiune ar dura 100-300 de ani. Cu toate acestea, probabilitatea ca un incendiu sau un uragan să apară în această perioadă este atât de mare (uraganele apar aproximativ o dată la 70-90 de ani), încât succesiunea nu poate fi niciodată finalizată. Având în vedere că comunitățile forestiere din zona temperată de nord se recuperează încă din ultima eră glaciară, o comunitate de climax pare să fie posibilă doar teoretic. În plus, structura unei comunități de pădure sau pășuni, care apare stabilă pe o suprafață de câteva hectare, reprezintă întotdeauna un mozaic de minisuccesiuni. Fiecare cădere a unui copac sau moartea unui gazon eliberează spațiu în care începe o nouă succesiune.
În general, fenomenul de succesiune ecologică poate fi caracterizat prin următoarele prevederi:
1) Acesta este un proces natural, al cărui curs poate fi prezis.
2) Succesiunea este rezultatul schimbărilor pe care comunitățile înseși le fac asupra habitatului, adică procesul nu este stabilit din exterior.
3) Succesiunea se termină cu formarea unei biocenoze de climax, care se caracterizează prin cea mai mare diversitate, și prin urmare cele mai numeroase legături între organisme. Astfel, biocenoza de climax este protejată maxim de eventualele perturbări de la factori externi și se află într-o stare de echilibru.
7. Modele generale de succesiune
Observațiile succesiunii arată că unele proprietăți specifice ale biocenozelor se modifică într-o direcție, indiferent de tipul succesiunii. Să formulăm cele mai generale modele ale evoluției biocenozelor. Aici sunt ei:
|
Deci, succesiunea este un proces care are o direcție. Are ca scop atingerea echilibrului în metabolismul energetic. În sensul modificării structurii, se urmărește realizarea celei mai mari diversitate de specii. Din punctul de vedere al proiectării lanțurilor trofice, acest proces vizează prelungirea și complexitatea acestora. Și pe baza spațiului factorilor de mediu, procesul de succesiune se îndreaptă spre ocuparea numărului maxim de nișe ecologice (saturarea maximă a comunității). Munca într-o biocenoză apropiată de climax este distribuită în așa fel încât să utilizeze toate resursele și, dacă este posibil, să sature comunitatea cu specii cu o specializare îngustă. Sfârșitul ideal al succesiunii este atingerea echilibrului complet și încetarea modificărilor structurale și funcționale în sistem (din punctul de vedere al unui filozof, sistemul este mort!).
8. Succesiunea ciclică
Având în vedere cursul modificărilor succesive pe etape, putem concluziona că este liniară. Între timp, se observă de obicei nu o succesiune liniară, ci ciclică de biocenoze. Un copac mort cade și ciclul de descompunere a lemnului se repetă. Așternutul de frunze cade pe sol în fiecare an și cu fiecare strat nou are loc aceeași succesiune de degradare.
Dar iată, se pare, un exemplu de succesiune care nu se poate repeta - dezvoltarea unei păduri mature de pini. Această succesiune, mai ales dacă începe de la zero, trebuie să dureze multe sute de ani. Pădurea de conifere în sine este atât de stabilă încât se pare că nu are nimic pentru ca ea să se dezvolte în continuare. Cu toate acestea, pădurile ard și ard constant. În fiecare moment, numeroase incendii de pădure se declanșează undeva pe planetă și niciun pompier nu poate opri acest proces. Oamenii de știință vorbesc despre succesiuni pirogene (induse de incendiu), care sunt și caracteristice zonei forestiere din țara noastră.
Incendiile joacă, în general, un rol important în crearea multor biocenoze de climax. Ele favorizează speciile rezistente la foc și le exclud pe altele care altfel ar deveni dominante. Vastele păduri de pini din sudul Statelor Unite sunt păstrate datorită incendiilor periodice (și acesta nu este un paradox). Pinii s-au adaptat pentru a rezista la efectele arzătoare ale focului în timpul incendiilor care ucid stejarii și alte forme de foioase. Incendiile sunt chiar un factor necesar în ciclurile de viață ale pinii (unele specii), care eliberează semințe numai după expunerea la căldură de la un incendiu. Focul ar trebui să fie la nivelul tupusului. După un astfel de incendiu, răsadurile de pin cresc foarte repede, deoarece nu trebuie să concureze cu alte specii (sunt arse).
Conservarea pădurilor de sequoia gigant sau de copaci de mamut (înălțime de până la 112 m, grosimea trunchiului de până la 3,5 m, durata de viață de până la 4 mii de ani) în munții Sierra Nevada depinde, de asemenea, în principal de incendii. Ele sunt favorabile pentru acest copac. Scoarța groasă a sequoia este foarte rezistentă la foc și o protejează de incendiile care ucid molid și brad. Suprimarea intensivă a incendiilor în plantațiile de sequoie a dus la ca molidul să ocupe mai mult spațiu în tufăr, înlocuind arborele de sequoie. Desigur, va trece mai mult de un mileniu înainte ca molidul să înlocuiască în sfârșit sequoia cu viață lungă. Dar însăși prezența molidului în tufături este o amintire a faptului că plantația de sequoie este o comunitate de climax pirogenă. Este posibil ca orice habitat care devine suficient de uscat din când în când pentru a deveni un pericol de incendiu să fie caracterizat de dependența de foc. Astfel, vegetația chaparral din California, supusă secetelor sezoniere, reprezintă și ea un punct culminant pirogenic. Chaparral (desișuri de stejar) ar fi înlocuit cu păduri de stejar deschise în multe locuri dacă incendiile ar fi prevenite. Incendiile frecvente distrug răsadurile copacilor cu frunze late, dar multe ierburi și arbuști răsar lăstari din rădăcinile păstrate în pământ.
Studiul succesiunii ne permite să formulămpatru principii biocenologice de bază.
|
1 . De ce se schimbă biocenozele?
2. Ce determină abundența speciilor într-o comunitate?
3. Cum poți defini succesiunea ecologică în felul tău?
4. Ce se distruge în timpul succesiunii degradării?
5. Puteți da un exemplu de succesiune degradativă?
6. Cum diferă succesiunea autogenă de degradare?
7. Care sunt motivele diferențelor dintre succesiunea primară și secundară?
8. Care este motivul succesiunii autogene? Unde se află - în afara sau în interiorul procesului?
9. Care comunitate este mai durabilă: arbust sau luncă? De ce?
10. Unde sunt resursele mai diverse - în etapele de pionierat ale succesiunii sau în cele finale?
11. Ce modele de succesiune pot fi formulate prin observarea formării unei păduri de pini?
12. De ce succesiunea ecologică este descrisă în mod tradițional de succesiuni de comunități de plante?
13. Care ar putea fi viteza diferitelor succesiuni? Exemple ;
14. De ce comunitatea culminant se schimbă cu greu?
15. Cum poate succesiunea să devină ciclică?
Rizoizi — formațiuni sub formă de fir în mușchi, creșteri asemănătoare ferigilor, licheni, unele tipuri de alge și ciuperci, care îndeplinesc funcția de rădăcină.
Serie. Exemple de succesiune a ecosistemelor
serie
Tipuri de succesiuni
Succesiunea secundara
Tipuri de modificări succesorale
Durata succesiunii
Exemple de succesiune a ecosistemelor
Comunitățile sunt în continuă schimbare. Compoziția lor în specii, numărul anumitor organisme, structura trofică și alți indicatori ai comunității se modifică.
Comunitățile se schimbă în timp.
Succesiunea este o înlocuire consecventă, naturală, a unor comunități cu altele într-o anumită zonă a teritoriului, cauzată de factori interni ai dezvoltării ecosistemului.
Pentru a înțelege natura succesiunii ecologice, imaginați-vă o comunitate IDEALĂ (adică producția totală de autotrofe în termeni energetici corespunde exact costurilor energetice utilizate pentru a asigura activitatea vitală a organismelor sale constitutive).
În ecologie, consumul total de energie se numește - suflarea comună a comunității.
Este clar că într-un astfel de caz ideal, procesele de producție sunt echilibrate de procesele de respirație.
În consecință, biomasa organismelor dintr-un astfel de sistem rămâne constantă, iar sistemul în sine rămâne neschimbat sau în echilibru.
Dacă „respirația totală” este mai mică decât producția primară brută, se va produce o acumulare de materie organică în ecosistem;
Dacă este mai mult, va fi redus.
Atât în primul cât și în al doilea caz, vor avea loc schimbări în comunitate
Dacă există un exces de resursă, vor exista întotdeauna specii care o pot stăpâni, iar dacă există o lipsă, unele specii vor dispărea.
Această schimbare este esența succesiunii ecologice.
Caracteristica principală a acestui proces este că schimbările în comunitate apar întotdeauna în direcția unei stări de echilibru.
1.1 Tipuri de succesiune
Succesiunea care începe într-un loc lipsit de viață (cum ar fi o dună de nisip nou formată) se numește succesiune primară.
În natură, succesiunile primare sunt relativ rare și durează mult mai mult decât cele secundare - până la câteva secole.
Succesiunea primară- este supra-creșterea unui loc care nu a fost ocupat anterior de vegetație: roci goale sau lavă vulcanică înghețată.
Exemplu:
Formarea unei comunități pe o zonă expusă de rocă, o zonă de lavă vulcanică solidificată, pe o dună de nisip nou formată sau după retragerea unui ghețar.
Doar câteva plante sunt capabile să trăiască pe un astfel de sol; ele sunt numite pionierii succesiunii. Pionierii tipici sunt mușchii și lichenii. Ele schimbă solul, eliberând acid care se descompune și slăbește rocile. Mușchii și lichenii muritori se descompun sub influența bacteriilor care descompun, iar rămășițele lor sunt amestecate cu un substrat stâncos liber (nisip).
Acesta formează primul sol pe care pot crește alte plante. Necesitatea distrugerii rocii-mamă este motivul principal al progresului lent al succesiunilor primare; observați creșterea grosimii stratului de sol pe măsură ce succesiunea progresează.
Pe solul sărac în nutrienți, ierburile se instalează, care sunt mai precis capabile să înlocuiască lichenii și mușchii. Rădăcinile ierburilor pătrund în crăpăturile stâncii, împing aceste crăpături și distrug piatra din ce în ce mai mult.
Ierburile sunt înlocuite cu plante și arbuști perene, cum ar fi arinul și salcia. Pe rădăcinile de arin se află noduli - organe speciale care conțin bacterii simbiotice care fixează azotul atmosferic și contribuie la acumularea de rezerve mari în sol, datorită cărora solul devine din ce în ce mai fertil.
Acum pot crește pe el copaci, cum ar fi pinul, mesteacănul și molidul.
Astfel, forța motrice a succesiunii este aceea că plantele modifică solul de sub ele, afectându-i proprietățile fizice și compoziția chimică, astfel încât acesta devine potrivit pentru speciile concurente, care înlocuiesc locuitorii inițiali, provocând o modificare a comunității - succesiune, datorită plantei. concurență Ei nu trăiesc întotdeauna acolo unde condițiile sunt mai bune pentru ei.
Succesiunea primară are loc în mai multe etape.
De exemplu, într-o zonă de pădure: substrat uscat fără viață - licheni - mușchi - plante anuale - cereale și ierburi perene - arbuști - arbori din prima generație - arbori din a doua generație; în zona de stepă, succesiunea se termină la stadiul de iarbă etc.
1.2 Succesiunea secundară
Termenul „succesiune secundară” se referă la comunitățile care se dezvoltă în locul unei comunități preexistente, formate anterior.
În locurile în care activitatea economică umană nu interferează cu relațiile dintre organisme, se dezvoltă o comunitate de climax, care poate exista o perioadă nedeterminată de timp - până când orice influență externă (arătură, exploatare forestieră, incendiu, erupție vulcanică, inundație) îi perturbă structura naturală.
Dacă o comunitate este distrusă, succesiunea începe în ea - un proces lent de restabilire a stării sale originale.
Exemple de succesiuni secundare: creșterea excesivă a unui câmp abandonat, pajiște, zonă arsă sau poieniță.
Succesiunea secundară durează câteva decenii.
Începe cu apariția plantelor erbacee anuale în zona curățată a solului. Acestea sunt buruieni tipice: păpădie, ciulin de scroafă, coltsfoot și altele. Avantajul lor este că cresc rapid și produc semințe adaptate răspândirii pe distanțe lungi de vânt sau animale.
Cu toate acestea, după doi sau trei ani, acestea sunt înlocuite de concurenți - ierburi perene, iar apoi de arbuști și copaci, în primul rând aspen.
Aceste stânci umbră pământul, iar sistemele lor extinse de rădăcină preiau toată umezeala din sol, astfel încât răsadurilor speciilor care au lovit prima dată câmpul le este greu să crească.
Cu toate acestea, succesiunea nu se oprește aici; în spatele aspenului apare un pin; iar ultimele sunt specii cu creștere lentă și tolerante la umbră, precum molid sau stejar. O sută de ani mai târziu, comunitatea care se afla pe locul câmpului înainte de împădurirea și arătura pământului se reface pe acest loc.
VEINIK- un gen de plante erbacee perene din familia Poaceae sau Poa
Orez. 8.7. Succesiunea secundară a pădurii de conifere întunecate din Siberia (taiga brad-cedru) după un incendiu de pădure devastator.
1.4 Durata succesiunii
Durata succesiunii este în mare măsură determinată de structura comunității. Studiile de succesiune primară în locuri precum dunele de nisip indică faptul că, în aceste condiții, punctul culminant are nevoie de multe sute de ani pentru a se dezvolta. Succesiunile secundare, de exemplu în poieni, au loc mult mai repede. Cu toate acestea, este nevoie de cel puțin 200 de ani pentru ca pădurea să se redreseze într-un climat moderat și umed.
Dacă clima este deosebit de aspră (ca în deșert, tundră sau stepă), durata episoadelor este mai scurtă, deoarece comunitatea nu poate schimba semnificativ mediul fizic nefavorabil. Succesiunea secundară în stepă, de exemplu, durează aproximativ 50 de ani.
Principalele etape ale succesiunii secundare în climatul temperat:
· prima etapă a vegetaţiei erbacee durează aproximativ 10 ani;
· a doua etapă a tufișurilor? de la 10 la 25 de ani;
· a treia etapă de foioase? de la 25 la 100 de ani;
· a patra etapă de conifere? mai mult de 100 de ani.
Succesiunile pot fi de diferite scări. Ele pot merge lent, de-a lungul a mii de ani, sau rapid, pe parcursul a mai multor zile.
Durata succesiunii este în mare măsură determinată de structura comunității.
În timpul succesiunii primare, este nevoie de multe sute de ani pentru dezvoltarea unei comunități stabile.
Fiţi atenți!
Necesitatea de a distruge roca-mamă este principalul motiv pentru progresul lent al succesiunilor primare.
Succesiunile secundare au loc mult mai repede. Acest lucru se explică prin faptul că comunitatea primară lasă în urmă o cantitate suficientă de nutrienți și sol dezvoltat, ceea ce creează condiții pentru creșterea și dezvoltarea accelerată a noilor coloniști.
Exemplu:
În Europa până la urmă pliocen (acum 3 milioane de ani) a început Epoca de Gheață. Ghețarul a distrus toată viața sub acoperirea sa. A rupt și a netezit stratul de sol, a zdrobit pietre. Odată cu retragerea și încălzirea climatului, au fost expuse vaste întinderi de pământ gol, fără viață. Treptat a fost populat de diverse plante și animale. Desigur, aceste schimbări au avut loc foarte lent. Acolo unde ghețarul a distrus pădurile tropicale, restaurarea acestora continuă până în zilele noastre. Aceste zone nu au atins încă o stare de echilibru. Deci nu au avut suficiente milioane de ani pentru a finaliza succesiunea.
Schimbările care au dus la pădurile de foioase au venit și ele încet. Miocen (acum 20 de milioane de ani) la actualele deșerturi din nordul Asiei Centrale.
Succesiunea are loc mult mai repede după un incendiu de pădure, când o biocenoză este înlocuită cu alta într-o anumită secvență, ceea ce duce în final la restabilirea unei comunități stabile.
Murdarea stâncilor expuse are loc relativ rapid: secțiuni de rocă ca urmare a eroziunii sau alunecării de teren.
Cele mai rapide succesiuni se observă într-un rezervor temporar sau la schimbarea comunităților în cadavrul în descompunere al unui animal, într-un trunchi de copac putrezit, într-o infuzie de fân.
Modele generale de succesiune
În general, fenomenul de succesiune ecologică poate fi caracterizat prin următoarele prevederi:
Succesiunea este un proces natural, al cărui curs poate fi prezis.
Succesiunea este rezultatul schimbărilor pe care comunitățile înseși le fac asupra habitatului, adică procesul nu este stabilit din exterior.
Succesiunea se încheie cu formarea unei biocenoze de climax, care se caracterizează prin cea mai mare diversitate și, în consecință, cele mai numeroase legături între organisme.
Astfel, biocenoza de climax este protejată maxim de eventualele perturbări de la factori externi și se află într-o stare de echilibru.
Principala trăsătură a succesiunii ecologice este că schimbările în comunitate apar întotdeauna către o stare de echilibru.
Când un ecosistem se apropie de starea sa finală stabilă (starea de climax), în el, ca în toate sistemele de echilibru, toate procesele de dezvoltare încetinesc.
Observațiile succesiunii arată că anumite proprietăți ale biocenozelor se modifică într-o direcție, indiferent de tipul succesiunii.
Să le formulăm.
Speciile de plante și animale sunt în continuă schimbare.
Diversitatea de specii a organismelor crește.
Dimensiunea organismelor crește în timpul succesiunii.
Lanțurile trofice liniare dominate de ierbivore evoluează în rețele trofice complexe. Formele detritivore (consumatoare de materie organică moartă) încep să joace un rol din ce în ce mai important în ele.
Ciclurile biologice se prelungesc și devin din ce în ce mai complexe, organismele devin din ce în ce mai specializate ecologic.
Biomasa materiei organice crește. Există o scădere a producției nete a comunității și o creștere a ratei respirației.
1.5 Sensul succesiunii
O comunitate matură, cu o mai mare diversitate, bogăție de organisme, structură trofică mai dezvoltată și fluxuri de energie echilibrate, este capabilă să reziste într-o măsură mult mai mare la schimbările factorilor fizici (cum ar fi temperatura, umiditatea) și chiar unele tipuri de poluare chimică. decât o comunitate tânără. Cu toate acestea, o comunitate tânără este capabilă să producă biomasă nouă în cantități mult mai mari decât cea veche. Rămășițele civilizațiilor și deserturilor, a căror apariție se datorează activității umane, sunt o dovadă excelentă că omul nu și-a dat niciodată seama de legătura sa strânsă cu natura, de nevoia de a se adapta la procesele naturale, și de a nu le comanda. Cu toate acestea, chiar și cunoștințele acumulate în prezent sunt suficiente pentru a se asigura că transformarea biosferei noastre într-un vast covor de pământ arabil este plină de pericole enorme. Pentru propria noastră protecție, anumite peisaje trebuie introduse în comunitățile naturale.
Astfel, o persoană poate culege o recoltă bogată sub formă de produse pure, menținând artificial comunitatea în stadiile incipiente ale succesiunii. Într-adevăr, într-o comunitate matură, aflată în stadiul de apogeu, producția anuală netă este cheltuită în principal pentru respirația plantelor și animalelor și poate fi chiar egală cu zero.
Pe de altă parte, din punct de vedere uman, rezistența unei comunități în stadiul de climax, capacitatea ei de a rezista la efectele factorilor fizici (și chiar de a le gestiona) este o proprietate foarte importantă și extrem de dorită. O persoană este interesată atât de productivitatea, cât și de stabilitatea comunității. Pentru a susține viața umană, este necesar un set echilibrat de stadii de succesiune timpurie și mature, care se află într-o stare de schimb de energie și materie. Excesul de hrană creat în comunitățile tinere permite menținerea stadiilor mai vechi care ajută la rezistența influențelor externe.
Terenurile arabile, de exemplu, ar trebui considerate stadii succesive tinere. Ele sunt menținute în această stare datorită muncii continue a fermierului. Pădurile, pe de altă parte, sunt comunități mai vechi, mai diverse și mai stabile, cu producție netă scăzută. Este extrem de important ca oamenii să acorde o atenție egală ambelor tipuri de ecosisteme. Dacă o pădure este distrusă în căutarea unui venit temporar din lemn, rezervele de apă vor scădea și solul va fi măturat de pe versanți. Acest lucru va reduce productivitatea zonelor. Pădurile sunt valoroase pentru oameni nu doar ca furnizori de lemn sau ca sursă de suprafețe suplimentare care pot fi ocupate de plante cultivate.
Din păcate, oamenii sunt puțin conștienți de consecințele încălcărilor de mediu care apar în urmărirea câștigului economic. Acest lucru se datorează parțial faptului că nici măcar specialiștii în mediu nu pot face încă predicții precise cu privire la consecințele la care le conduc diversele perturbări ale ecosistemelor mature. Rămășițele civilizațiilor și deserturilor, a căror apariție se datorează activității umane, sunt o dovadă excelentă că omul nu și-a dat niciodată seama de legătura sa strânsă cu natura, de nevoia de a se adapta la procesele naturale, și de a nu le comanda.
Cu toate acestea, chiar și cunoștințele acumulate în prezent sunt suficiente pentru a se asigura că transformarea biosferei noastre într-un vast covor de pământ arabil este plină de pericole enorme. Pentru propria noastră protecție, anumite peisaje trebuie să fie reprezentate de comunități naturale
ATAȘAMENT:
Indicați etapele de creștere excesivă a unui rezervor din vegetația propusă: sphagnum, rogoz, pin de mlaștină, pădure mixtă, rozmarin sălbatic (roz, sphagnum, rozmarin sălbatic, pin de mlaștină, pădure mixtă).
Distribuiți etapele de succesiune în ordinea corectă: plante anuale, arbuști, foioase, plante perene, conifere (anuale, perene, arbuști, foioase, conifere)
Aranjați în timp etapele de succesiune în curs: colonizarea teritoriului de către mușchi. germinația semințelor de plante erbacee, colonizarea prin arbuști, formarea unei comunități stabile, colonizarea rocilor goale de către licheni
1. colonizarea rocilor goale de către licheni
2. colonizarea teritoriului cu mușchi
3. germinaţia seminţelor de plante erbacee
4. colonizare prin arbusti
5. construirea unei comunități durabile
Cursul evoluției (dezvoltării) unei comunități nu poate fi prezis.
Cele mai generale modele de evoluție a biocenozelor:
1. Tipurile de plante și animale în timpul dezvoltării unei comunități pot fi prezise
2.Coboara diversitatea speciilor de organisme.
3. Dimensiunile organismelor în timpul succesiunii sunt în scădere.
4, Lanțurile alimentare scurtat și simplificat.Încep să joace un rol din ce în ce mai important detritivore.
5.Ciccuri biologice devin mai complicate , organismele devin din ce în ce mai specializate din punct de vedere ecologic.
6. Biomasa materiei organice în timpul dezvoltării comunității crește. Se întâmplă înălţime produse comunitare curate și încetini intensitatea respirației.
Succesiunea (din latină succesio - continuitate, moștenire) este o schimbare consistentă, ireversibilă și naturală a unei biocenoze (fitocenoză, comunitate microbiană etc.) la alta într-o anumită zonă a mediului în timp, ca urmare a influenței naturale. factori (inclusiv forțele interne) sau impactul uman.
Există multe clasificări ale succesiunilor, care de obicei fac distincția între succesiunile primare și cele secundare.
Succesiunea primară.Succesiunea primară este de obicei înțeleasă ca succesiune, a cărei dezvoltare începe pe un substrat inițial lipsit de viață. Să luăm în considerare cursul succesiunii primare folosind exemplul ecosistemelor terestre. Dacă luăm zone ale suprafeței pământului, de exemplu gropi de nisip abandonate, în diferite zone geografice (în pădure, zone de stepă sau printre păduri tropicale etc.), atunci toate aceste obiecte vor fi caracterizate prin modele precum: așezarea de către organisme vii. , creșterea diversității speciilor, îmbogățirea treptată a solurilor cu materie organică, creșterea fertilității acestora, întărirea legăturilor dintre diferitele specii sau grupe trofice de organisme, scăderea numărului de nișe ecologice libere, formarea treptată a unor forme din ce în ce mai complexe. biocenozele și ecosistemele, crescând productivitatea acestora.Specii mai mici de organisme, în special plante, în acest caz, de regulă, sunt înlocuite cu altele mai mari, se intensifică procesele de circulație a substanței etc. În fiecare caz, etapele succesive de succesiune pot se distinge, prin care înțelegem înlocuirea unor ecosisteme cu altele, iar serii succesive se termină cu ecosisteme care se schimbă relativ puțin. Ele sunt numite climax (greacă climax - scară), radicale sau nodale
Succesiunile secundare.Succesiunile secundare se deosebesc de cele primare prin aceea că de obicei nu pornesc de la valori zero, ci apar în locul ecosistemelor perturbate sau distruse. De exemplu, după defrișări, incendii de pădure, când suprafețele care erau sub teren agricol sunt acoperite. Principala diferență dintre aceste succesiuni este că ele se desfășoară incomparabil mai repede decât cele primare, deoarece încep cu stadii intermediare (ierburi, arbuști sau plante pioniere lemnoase) și pe fundalul unor soluri mai bogate.
Pentru orice succesiune, în special primară, sunt caracteristice următoarele modele generale ale procesului: .
1. În stadiile inițiale, diversitatea speciilor este nesemnificativă, productivitatea și biomasa sunt scăzute. Pe măsură ce succesiunea se dezvoltă, acești indicatori cresc.
2. Odată cu dezvoltarea seriei de succesiune, relațiile dintre organisme cresc. Numărul și rolul relațiilor simbiotice este în special în creștere. Habitatul devine din ce în ce mai complet dezvoltat, iar lanțurile și rețelele de alimentare cu energie electrică devin din ce în ce mai complexe.
3. Numărul de nișe ecologice libere scade, iar în comunitatea climax ele sunt fie absente, fie la minim. În acest sens, pe măsură ce succesiunea se dezvoltă, probabilitatea apariției focarelor în numărul de specii individuale scade.
4. Se intensifică procesele de circulație a substanțelor, fluxul de energie și respirația ecosistemelor.
5. Viteza procesului de succesiune depinde în mare măsură de speranţa de viaţă a organismelor care joacă rolul principal în alcătuirea şi funcţionarea ecosistemelor 6. Imuabilitatea etapelor finale (climax) ale succesiunii este relativă. Procesele dinamice nu se opresc, ci doar încetinesc. Procesele dinamice continuă datorită schimbărilor din mediu, modificărilor generațiilor de organisme și altor fenomene. O pondere relativ mare este ocupată de procesele dinamice ale unui plan ciclic (fluctuație).
Fluxul de energie și ciclurile de substanțe din biosferă
Ciclul substanțelor este înțeles ca un proces repetat de transformare și mișcare a substanțelor în natură, care are o natură ciclică mai mult sau mai puțin pronunțată. Toate organismele vii iau parte la ciclul substanțelor, absorbind unele substanțe din mediul extern și eliberând altele în el. Astfel, plantele consumă dioxid de carbon, apă și săruri minerale din mediul extern și eliberează oxigen în acesta. Animalele inhalează oxigenul eliberat de plante, iar mâncându-le, asimilează substanțe organice sintetizate din apă și dioxid de carbon și eliberează dioxid de carbon, apă și substanțe din partea nedigerată a alimentelor. Când bacteriile și ciupercile descompun plantele și animalele moarte, se formează cantități suplimentare de dioxid de carbon, iar substanțele organice sunt transformate în minerale, care intră în sol și sunt din nou absorbite de plante. Circulația continuă a elementelor chimice în biosferă pe căi mai mult sau mai puțin închise se numește ciclu biogeochimic. Necesitatea unei astfel de circulații se explică prin oferta limitată a acestora pe planetă. Pentru a asigura infinitatea vieții, elementele chimice trebuie să se miște în cerc.Ciclul substanțelor se manifestă prin participarea repetată a substanțelor la procesele care au loc în atmosferă, hidrosferă, litosferă, inclusiv acele straturi care alcătuiesc biosfera. Există două cicluri principale de substanțe: mari (geologice) și mici (biologice sau biotice), care acoperă întreaga planetă. Ciclu geologic (mare). - acesta este schimbul de substante intre pamant si Oceanul Mondial.In primul rand are loc circulatia globala a apei, i.e. mai întâi precipitații, apoi scurgeri de suprafață și subterane, infiltrare, evaporare și în final condensare, apoi din nou precipitații Ciclul apei consumă aproape o treime din toată energia solară care ajunge pe Pământ Ciclul mare de substanțe nu este închis: o anumită cantitate de substanțe este îndepărtată din ciclul și se păstrează în roci sedimentare sub formă de calcar, turbă, ulei și alte roci și minerale.Aceasta va asigura dezvoltarea progresivă a scoarței terestre și a biosferei.Cicurile geologice și biologice sunt strâns interconectate, interacționează între ele, uneori fuzionează împreună, dar totuși, structural și funcțional, ele sunt semnificativ diferite ciclu biologic Are următoarele trăsături caracteristice în comparație cu cea geologică: acțiunea sa are loc, de regulă, în cadrul biogeocenozei, în timp ce cea geologică are loc pe teritorii mari - continente și părți adiacente ale oceanului;
Cauza principală și forța motrice a ciclului biologic o reprezintă diferitele modele nutriționale ale producătorilor, consumatorilor și descompunetorilor, iar ciclul geologic este ciclul apei dintre ocean și uscat; ciclul mic implică doar elemente biogene, în timp ce ciclul mare implică toate elementele chimice care se află în scoarța terestră
Durata ciclurilor elementelor chimice din ciclul biologic este de scurtă durată (un an, câțiva ani, zeci și sute de ani), iar durata ciclului în ciclul geologic este de zeci și chiar sute de mii de roci. Ciclul substanțelor, ca toate procesele care au loc în natură, necesită un flux constant de energie. La baza ciclului biogenic care asigură existența vieții este energia solară. Energia legată în substanțele organice în etapele lanțului trofic scade, deoarece cea mai mare parte a acesteia intră în mediu sub formă de căldură sau este cheltuită în procese care au loc în organisme.De aceea, în biosferă se observă un flux de energie și transformarea acesteia. . Astfel, biosfera poate fi stabilă doar dacă există un ciclu constant de substanțe și un aflux de energie solară.
Substanțe ale biosferei
În timpul dezvoltării doctrinei biosferei, V.I. Vernadsky a acordat o mare atenție rolului geochimic planetar al materiei vii care alcătuiește biosfera. După cum am observat deja, V.I. Vernadsky credea că substanța biosferei constă din mai multe părți naturale eterogene. Materie vie - întregul ansamblu de corpuri de organisme vii care locuiesc pe Pământ este unit fizic și chimic, indiferent de apartenența lor sistematică. Masa materiei vii este relativ mica si este estimata la 2,4...3,6 1012 tone (in greutate uscata) si constituie mai putin de o milioneme din intreaga biosfera (cca. 3 1018 tone), care, la randul sau, reprezinta mai putin de o miime din masa Pământului. Dar aceasta este „una dintre cele mai puternice forțe geochimice de pe planeta noastră”, deoarece organismele vii nu doar locuiesc în scoarța terestră, ci transformă aspectul Pământului. Organismele vii locuiesc foarte neuniform pe suprafața pământului. Distribuția lor depinde de latitudinea geografică.
Nutrient - o substanta creata si prelucrata de un organism viu. În timpul evoluției organice, organismele vii au trecut prin organele, țesuturile, celulele și sângele lor de o mie de ori peste cea mai mare parte a atmosferei, întregul volum al oceanelor lumii și o masă uriașă de minerale. Acest rol geologic al materiei vii poate fi imaginat din depozitele de cărbune, petrol, roci carbonatice etc.
Substanță inertă - produse formate fără participarea organismelor vii.
Substanță bioinertă - o substanță care este creată simultan de organismele vii și procesele inerte, reprezentând sisteme de echilibru dinamic ale ambelor. Acestea sunt solul, nămolul, crusta de intemperii etc. Organismele joacă un rol principal în ele.
Substanță în curs de dezintegrare radioactivă.
Atomi împrăștiați , creat continuu din tot felul de materie terestra sub influenta radiatiei cosmice.
Substanță de origine cosmică .
