Succesiunea artificială. Evoluția ecosistemelor. Succesiunea ecologică. Modele generale de succesiune
Întrebarea 30. Succesiunea. Succesiunea primară și secundară.
Succesiunea este o schimbare ireversibilă într-o biocenoză, apariția alteia. Poate fi cauzată de orice fenomen natural sau poate apărea sub influența umană. Succesiunea ecologică a fost studiată inițial de reprezentanții unei științe precum geobotanica. Ulterior, acest fenomen a devenit subiect de interes pentru alți ecologisti. Pionierii care au dezvăluit importanța succesiunii au fost F. Clements, V. N. Sukachev, S. M. Razumovsky.
Succesiunea primară și secundară. Ce înseamnă aceste concepte? Să privim mai departe. Succesiunea primară se caracterizează prin faptul că are loc într-o zonă lipsită de viață. Aceasta ar putea fi stâncă goală fără vegetație, zone nisipoase, lavă solidificată și altele asemenea. Când organismele încep să locuiască în astfel de zone, metabolismul lor afectează și schimbă mediul. Apoi începe o dezvoltare mai complexă. Și apoi speciile încep să se înlocuiască. Un exemplu de succesiune este formarea învelișului inițial de sol, colonizarea unei zone nisipoase inițial lipsite de viață, în primul rând de către microorganisme, plante, iar apoi ciuperci și animale. Un rol deosebit îl au aici resturile vegetale și substanțele formate ca urmare a descompunerii materiei organice. Astfel, solul începe să se formeze și să se schimbe, iar microclimatul se modifică sub influența microorganismelor, plantelor și ciupercilor. Ca urmare, comunitatea de organisme se extinde. Această succesiune este o schimbare ecogenică. Se numește așa pentru că schimbă chiar teritoriul pe care există. Iar aspectul inițial al solului într-o zonă lipsită de viață se numește schimbare singenetică.
Succesiuni secundare. Aceste procese duc la colonizarea teritoriului pe specii după unele pagube. De exemplu, o pădure parțial distrusă de incendiu. Teritoriul unde a fost situat anterior a păstrat solul și semințele. O comunitate de iarbă se va forma literalmente anul viitor. Și apoi apar copaci de foioase. Sub acoperirea pădurilor de aspen sau mesteacăn, molizii încep să crească, înlocuind ulterior copacii de foioase. Restaurarea coniferelor întunecate are loc în aproximativ 100 de ani. Dar pădurea în unele zone este din nou tăiată. Din acest motiv, recuperarea nu are loc în astfel de zone.
Întrebarea 31. Numiți etapele succesive ale succesiunii primare. Punct culminant.
A.G. Voronov (1940, 1973) distinge două faze în succesiunea primară a vegetației pe solurile goale sau pe sol:
Colonizarea teritoriului gol și formarea unei fitocenoze din plantele așezate în zona goală.
Înlocuirea unei fitocenoze formate cu alta.
a) factori care determină dezvoltarea vegetaţiei în prima fază de succesiune - în zonele goale
Plantele pătrund în teritoriul eliberat prin transferul diasporelor (semințe, spori, bucăți de plante) cu ajutorul vântului, apei, animalelor sau oamenilor, sau prin creșterea vegetativă treptată a plantelor situate în apropierea limitelor teritoriului gol. Compoziția unei noi fitocenoze este adesea dominată de plante cu diaspore care sunt ușor transportate de vânt și lângă apă - cu diaspore care aderă bine la apă. Adesea acțiunea care a provocat golul solului (depunerea sedimentelor de către apă, suflarea nisipului de către vânt) contribuie și ea la apariția diasporelor în acest teritoriu, adică. activitate umana. De aceea buruienile și plantele ruderale cresc atât de repede în aceste zone.
Cazurile de introducere a plantelor într-un teritoriu nou de la margini numai prin formarea de lăstari vegetativi subterani sau supraterani fără formarea de organe generatoare se observă de multe ori mai rar decât introducerea prin introducerea de semințe.
Așezarea unui nou teritoriu depinde de o serie de factori care sunt aleatoriu în raport cu caracteristicile teritoriului însuși:
În funcție de ce plante și de cât de departe cresc în apropierea zonei perturbate,
Din cantitatea lor,
Din direcția vântului dominant,
De la înălțimea și puterea potopului,
Din calitatea substratului parcelelor,
Despre natura hidratării etc.
De remarcat faptul că ușurința semințelor, care facilitează transferul lor prin vânt, se realizează prin reducerea rezervelor de nutrienți, iar acest lucru afectează negativ dezvoltarea răsadurilor, reducând șansele păstrării acestora.
b) echeza și trăsăturile sale
După ce planta a pătruns în zona goală, începe să se adapteze la noile condiții. Procesul de adaptare a indivizilor plantelor la noile condiții se numește ecesis. Se termină atunci când planta a produs fructe și semințe.
Nu toate diasporele care intră într-o zonă goală germinează imediat. Semințele majorității speciilor rămân viabile mult timp, adesea zeci sau chiar sute de ani. Mai mult, nu germinează într-un an, ci într-o combinație favorabilă de circumstanțe. Acest lucru oferă condiții pentru o mai bună conservare a răsadurilor
EXEMPLU. Lespedetsa in padurile de stejar din jurul satului. Gornotaezheoe (regiunea Ussuriysk) a reluat în primul an după incendiu, formând o acoperire continuă. De mai bine de 20 de ani nu a mai fost niciun incendiu. Doar câteva specii (castan de cal, choicenia, salcie etc.) au semințe care își pierd viabilitatea în câteva zile sau câteva săptămâni.
Semințele care formează rezerva de sol aparțin adesea plantelor de diferite forme de viață și de aceea asigură dezvoltarea plantelor în diverse condiții de mediu (semințele unor specii germinează la temperaturi mai ridicate, altele la temperaturi mai scăzute, unele la umiditate mai mare a solului, altele la temperaturi mai scăzute). , etc.).
Plantele care au invadat zona goală încep să dea roade și devin ele însele o sursă de diaspore. Acum diasporele intră în zona populată nu doar din exterior, ci și din acele plante care deja cresc și rodesc aici.
În funcție de condițiile de viață, teritoriul gol este locuit de una sau mai multe specii. Cu cât condițiile sunt mai dure, cu atât mai puține specii de plante pot începe să se dezvolte aici. Cea mai slabă compoziție a răsadurilor este tipică pentru soluri foarte saline, aflorimente de roci etc.
Când o plantă trece de la stadiul de răsad la etapele ulterioare de dezvoltare, nevoile sale de apă și hrană cresc, iar rezervele de nutrienți din semințe sau fructe sunt epuizate până în acest moment, iar planta este complet dependentă de resursele alimentare ale plantei. Mediul extern. Prin urmare, pe măsură ce plantele cresc, concurența se intensifică. Cu cât condițiile de mediu sunt mai severe, cu atât rolul plantelor care intră pe un anumit teritoriu este mai mare, jucat de influența directă a condițiilor externe, și concurența este mai puțin importantă. Cu cât condițiile de mediu sunt mai puțin severe, cu atât mai puțin rolul joacă condițiile externe și cu atât importanța competiției este mai mare.
c) stadii de dezvoltare a fitocenozei de succesiune primară (după A.G. Voronov)
Un grup de pionier este o combinație aleatorie de plante. Fitocenozele care se formează în zonele goale sunt caracterizate în prima etapă de dezvoltare prin:
Compoziția aleatorie a plantelor,
Absența unui covor de plante închis,
Impact scăzut asupra mediului și
Absența aproape completă a influenței reciproce între indivizi.
Grup de pionier Pot fi curat(monospecie, Fig. 6), atât în partea inferioară a versantului cu desișuri de cătină, cât și amestecat(multispecie) - pe aceeași pantă, în alte zone. Dacă condițiile de mediu se schimbă rapid în direcția creșterii severității (de exemplu, solul se usucă, devine salinizat etc.), atunci numărul speciilor care se stabilesc în zona tehnogenă scade și grupul mixt de pionier se sărăcește și, în cele din urmă, poate transforma într-un grup pur de pionier.
Grupare simplă– următoarea etapă de dezvoltare a fitocenozei după grupul de pionier. În această grupare acoperirea cu vegetație este:
În partea de deasupra solului nu sunt închise, dar plantele sunt situate mult mai aproape unul de celălalt decât în grupul de pionier.
Influența reciprocă a plantelor este clar vizibilă.
Distribuția pe grupe a plantelor este comună: în jurul individului care a produs semințele se dezvoltă descendenții acestuia.
Grupurile simple, ca și grupurile de pionieri, pot fi pure (o singură specie) sau mixte (multispecii), formate din mai multe specii, iar plantele din acestea, spre deosebire de grupurile mixte de pionieri, aparțin întotdeauna unei singure forme de viață. Grupurile simple sunt de obicei formate din unele dintre speciile care au făcut parte din grupurile de pionier.
Grupuri simple mixte care există de foarte mult timp - comunități de același tip (de exemplu, crustoze) licheni pe pietre. Grupurile simple reprezintă de obicei stadiul de buruieni al depozitului.
Grupare complexă– stadiul de dezvoltare a fitocenozei în urma grupării simple. Se caracterizează prin următoarele caracteristici:
Compoziția speciei nu este complet constantă,
Comunitatea nu este închisă - specii noi pot pătrunde cu ușurință în ea;
Speciile nu sunt încă distribuite difuz, deși indivizii altor specii pot pătrunde în grupuri de indivizi ai unei specii;
Nivelurile sunt conturate;
Influența reciprocă a plantelor devine și mai vizibilă;
De obicei format din mai multe specii de diferite forme de viață.
EXEMPLU. O vale acoperită de vegetație în zona de construcție a Termocentralei Ussuri. Grupuri complexe formează aici cozi (în goluri), trifoi dulce, rogoz de diferite dimensiuni și ierburi mici. Acoperirea de vegetație este rară, dar au apărut deja etaje: - coada - până la 1 m, trifoi dulce, quinoa, pelin, iarbă de aspen - 0,7-0,8 m, rogoz - 0,4-0,5 m, cereale mici și ierburi nu mai înalte de 10 cm.
Etapa de fitocenoză închisă - următoarea etapă de dezvoltare a fitocenozei este caracterizată prin:
Este extrem de dificil pentru specii noi să pătrundă în el.
Distribuție uniformă, nu prea densă a indivizilor speciilor individuale.
Creșterea grupului este excepția.
Este reprezentat de două forme de combinații de plante - fitocenoze de desiș și 2 sau mai multe fitocenoze etajate.
Desișurile se dezvoltă în condiții în care nu poate exista o comunitate de un număr mare de specii: salinitate ridicată, uscăciune extremă, aglomerație, concurență ridicată etc. Un strat este format fie dintr-o specie (desișuri pure), fie din mai multe specii (desișuri mixte).
Fitocenoză cu mai multe niveluri(simplu de 2 niveluri, complex - de mai mult de 2 niveluri), dezvoltându-se nu în condiții atât de dure precum desișurile. Acestea sunt toate tipurile de pajiști (lunca inundabilă, înaltă, pârghie), toate comunitățile forestiere. Nu trebuie să credem că stadiul de dezvoltare a fitocenozei își încheie dinamica. Intră în a doua fază a procesului de succesiune: înlocuirea unei fitocenoze formate cu alta.
Nu în toate cazurile, o fitocenoză trece neapărat prin toate etapele enumerate în secvență - grup de pionier ® grup simplu ® grup complex ® desișuri sau fitocenoză complexă. Această cale poate fi atât mai ușoară, cât și mai dificilă.
EXEMPLU. Pe stânci: adesea un grup pionier de alge albastre-verzi ® un grup pionier de licheni ® un grup mixt sau simplu de licheni ® un desiș mixt de licheni de lungă durată ® o fitocenoză complexă care implică licheni, mușchi ® o fitocenoză complexă ® înflorire plantelor.
Pe fundul unui lac proaspăt eliberat de sub apă: grupul mixt de pionier (higro) ® grupul pur de pionier (xerofit) ® grupul pur simplu ® grupul mixt ® grupul complex ® fitocenoza complexă. În alte cazuri, o grupare pură este înlocuită cu un desiș pur, care există în această zonă pentru o perioadă nedeterminată de timp.
Astfel, calea de dezvoltare a unei fitocenoze este variată: mai lungă și mai scurtă, incluzând unele etape sau altele. Dar, în toate cazurile, dezvoltarea sa pornește de la o compoziție de grup separat la una difuză, de la un capac deschis la unul închis, de la un capac deschis la unul închis.
d) etapele dezvoltării vegetaţiei conform V.N. Sukaciov
V.N. Sukachev (1938, 1964 etc.) a identificat următoarele etape de formare a fitocenozei:
1. Absența fitocenozei (corespunde unui grup de pionier în stadiul inițial al existenței sale).
2. Fitocenoză deschisă (corespunde unui grup de pionier într-o parte semnificativă a perioadei sale de existență și unui grup simplu).
3. Fitocenoză închisă, nedezvoltată (corespunde unei grupări complexe).
4. Fitocenoza evoluată.
e) esenţa conceptelor de singeneză, endoecogeneză şi hologeneză
În primele etape ale dezvoltării comunitare, procesul pe care V.N. Sukachev (1942) a numit-o singeneza. Acesta este procesul de formare inițială a acoperirii vegetale, asociat cu invazia plantelor într-un anumit teritoriu, stabilirea lor (ecesis) și apoi competiția între ele pentru mijloace de viață. Apoi începe un alt proces, numit endoecogeneză de V.N. Acesta este procesul de schimbare a unei fitocenoze sub influența unui mediu schimbat de la sine. Endoecogeneza se intensifică treptat și, în final, devine principalul proces care determină cursul modificărilor în fitocenoză.
Un al treilea proces, numit hologeneză de V.N Sukachev (1954), este suprapus acestor două procese. Acesta este „procesul de modificare a acoperirii vegetale sub influența întregului mediu geografic sau a părților sale individuale: atmosferă, litosferă etc., adică. modificări într-o unitate mai mare care include o biogeocenoză dată.
Toate cele trei procese au loc simultan, dar la diferite stadii de dezvoltare unul dintre ele capătă o importanță predominantă. Fără îndoială, singeneza domină doar în stadiile inițiale de dezvoltare a fitocenozei, iar apoi rolul dominant trece la endoecogeneză. Procesul hologenetic are loc constant, dar, evident, la momente de cotitură din istoria geologică a Pământului, rolul său se intensifică.
Acest curs de dezvoltare a fitocenozei continuă mai mult sau mai puțin timp până când unele forțe externe, aleatorii în raport cu cursul de dezvoltare a fitocenozei, îl perturbă brusc. Apoi modificarea cauzată de dezvoltarea internă a fitocenozei în sine (endodinamică) este întreruptă și începe modificarea cauzată de o împingere externă (exodinamică).
Pe baza celor de mai sus, ieși în evidență două tipuri principale de modificări în fitocenoze(Sukaciov, 1928):
1. endodinamic, apărute ca urmare a dezvoltării treptate a fitocenozei în sine, schimbând mediul și în același timp schimbându-se; Rolul principal îl joacă caracteristicile interne ale comunității.
2. exodinamic(Sukaciov, 1928; Lavrenko, 1940), sau spontan (Iaroșenko, 1953), sau brusc (Iaroșenko, 1961), apărute sub influența neprevăzută a factorilor externi.
Motivele apariției succesiunilor (modificărilor) acoperirii vegetației sunt foarte diverse.
În procesul de succesiune apar biogeocenoze care corespund cel mai bine condițiilor de mediu, atât climatice, cât și edafice, și constau, de asemenea, în specii „adaptate” la coabitarea cu regimul fitoclimat și hidrologic caracteristic acestei cenoze. Habitatul din cadrul unei astfel de cenoze a fost transformat de el. Această etapă finală a succesiunii se numește climax. menopauza.
Succesiunea ecologică este un proces de dezvoltare dirijată a unui ecosistem, care procedează prin înlocuirea consecventă a unei comunități simple cu una mai complexă, cu o diversitate biologică mai bogată, cu o structură spațială și trofică mai complexă, în urma căreia ecosistemul devine mai stabil.
Se disting următoarele tipuri și tipuri de succesiuni sisteme ecologice:
Succesiuni primare - începe pe substraturi lipsite de viață și lipsite de viață (rocă, produse ale unei erupții vulcanice) și în procesul de apariție a acestora se formează nu numai fitocenoze, ci și soluri (Figura 8.8).
Figura 8.8 - Succesiune primară
Succesiuni secundare - apar pe locul ecosistemelor de climax perturbate sau distruse (după incendiu, defrișare, secetă etc.) (Figura 8.9). Ele apar mult mai repede decât cele primare, deoarece încep din stadii intermediare. Succesiunea secundară este posibilă numai atunci când oamenii nu au o influență puternică și permanentă asupra ecosistemului în curs de dezvoltare.
Figura 8.9-Succesiunea secundară
Caracteristică semne de succesiune:
1. Apare sub influența componentei biotice a ecosistemului, întrucât comunitatea biotică modifică mediul fizic și, datorită acestor modificări, se stabilește o anumită rată de succesiune, natura și limitele acestuia.
2. Dezvoltarea ordonată a ecosistemului asociată cu schimbări în structura speciilor a comunității.
3. Continuă până când ecosistemul se stabilizează, adică când există o biomasă maximă și un număr maxim de interacțiuni interspecifice pe unitatea de flux de energie. Această condiție se numește menopauza.
4. În timpul succesiunii, ecosistemul trece prin anumite etape intermediare de dezvoltare, fiecare având propria biocenoză. Această secvență este așa-numita serie (seria) succesială.
Succesiunea heterotrofa: apare în substraturi în care nu există plante vii (producători) și la care participă doar animale (heterotrofe), precum și plante moarte. Aceste succesiuni apar doar atâta timp cât este prezent un aport de materie organică. După finalizarea ei, seria de succesiune se termină și ecosistemul se dezintegrează.
Succesiuni distructive - nu se încheie cu starea de climax finală. Impactul uman asupra unui sistem ecologic duce adesea la o simplificare a ecosistemului - adică depresie. Schimbarea comunităților ca urmare a regresiei se termină nu cu comunități climax cu o structură mai complexă, ci cu stadii de catocenoză, care se termină adesea cu prăbușirea completă a ecosistemului.
Succesiune catastrofală - cauzate de orice dezastru natural sau provocat de om.
Regularități ale procesului de succesiune:
1. În stadiile inițiale, diversitatea speciilor este nesemnificativă, productivitatea și biomasa sunt scăzute pe măsură ce succesiunea se dezvoltă, indicatorii cresc;
2. Pe măsură ce succesiunea progresează, numărul relațiilor biotice crește, cu cea mai semnificativă creștere a numărului de relații simbiotice. Circuitele și rețelele de alimentare devin din ce în ce mai complexe.
3. Numărul de nişe ecologice libere scade. În comunitatea climax, aceștia sunt fie absenți, fie prezenți în cantități minime.
4. Se intensifică procesele de circulație a substanțelor, energiei și respirației ecosistemului.
5. Fiecare etapă ulterioară de succesiune durează mai mult decât cea anterioară, se caracterizează printr-un raport mai mare dintre biomasă și fluxul de energie, precum și speciile sale dominante.
6. Rata de succesiune depinde puternic de speranța de viață a acelor organisme care influențează funcționarea ecosistemului (autotrofe).
7. Durata ultimelor etape de succesiune este lungă, dar procesele dinamice nu se opresc, ci doar încetinesc. Majoritatea proceselor din aceste etape sunt procese dinamice, ciclice.
8. În stadiul de maturitate al comunității climax, biomasa ecosistemului atinge un maxim sau valori apropiate de maxim, dar în comunitatea climax însăși productivitatea este oarecum mai scăzută. Acest lucru se explică prin faptul că într-o comunitate culminală maximul producției primare este consumat de consumatori; că ecosistemul dezvoltă o masă verde mare, în urma căreia iluminarea scade, intensitatea fotosintezei scade și costul respirației crește.
Figura 8.10 - Sukaciov Vladimir Nikolaevici
Născut la 26 mai (7 iunie) 1880 în satul Aleksandrovka, provincia Harkov. În 1898 a absolvit Școala Reală din Harkov. În 1902 a absolvit Institutul Silvic din Sankt Petersburg. În 1919-1941 a condus Departamentul de Dendrologie și Sistematică a Plantelor a Institutului Silvic, pe care l-a creat. În 1941-1943 a condus departamentul de științe biologice la Institutul Silvic Ural din Sverdlovsk.
În 1944-1948 - profesor la Institutul de Inginerie Forestieră din Moscova, în 1946-1953 - profesor la Universitatea din Moscova, șef al departamentului de geografie botanică.
În sistemul Academiei de Științe a URSS a organizat:
· Institutul Pădurilor (1944, acum Institutul Pădurilor și Lemnului din Filiala Siberiană a Academiei de Științe a URSS, Krasnoyarsk), pe care l-a condus până în 1959
· Laboratorul Silvic al Academiei de Științe a URSS (1959)
· Laboratorul de Biogeocenologie la Institutul Botanic al Academiei de Științe a URSS (1965).
În 1955-1967 - Președinte al Societății Naturiștilor din Moscova, membru fondator (1915) al Societății Botanice All-Russian și din 1946 Președinte al acesteia (din 1964 - Președinte de onoare). Membru al Academiei Poloneze de Științe (1959), membru corespondent al Academiei Agricole Cehoslovace (1927). A murit la 9 februarie 1967 la Moscova.
Se numește procesul prin care comunitățile de specii de plante și animale sunt înlocuite în timp cu alte comunități, de obicei mai complexe succesiune ecologică, sau pur și simplu succesiune. Succesiunea ecologică continuă de obicei până când comunitatea devine stabilă și autosusținătoare. Comunitatea finală care ocupă zona perturbată se numește comunitate matură, iar ecosistemul în ansamblu se numește climax. Pe planetă există mai multe ecosisteme terestre mari de climax, care sunt numite biomi: tundra, păduri de conifere (taiga), păduri temperate, stepe, deșerturi, savane, păduri tropicale tropicale.
Succesiunea și etapele ei.
Ecologiștii disting două tipuri de succesiune ecologică: primară și secundară. Succesiunea primară este dezvoltarea consecventă a comunităților din zonele lipsite de sol.
Cel mai frecvent tip de succesiune este succesiune secundară, adică dezvoltarea succesivă a comunităților într-o zonă în care vegetația naturală a fost eliminată sau grav perturbată, dar solul nu a fost distrus.
Există două tipuri extreme de strategii pentru specii - strategia r și strategia K. Acestea sunt două soluții diferite la aceeași problemă - problema supraviețuirii pe termen lung a speciei.
Speciile cu o strategie r colonizează mai repede habitatele perturbate caracteristice etapelor incipiente ale succesiunii, cum ar fi rocile expuse, luminițele de pădure și zonele arse, decât speciile cu o strategie K, deoarece se răspândesc mai ușor și se reproduc mai repede.
Speciile cu o strategie K sunt mai competitive și în cele din urmă înlocuiesc speciile r, care între timp se mută în alte habitate perturbate.
Succesiunea de orice scară se încheie cu formarea unei comunități mature, iar în ecosistem toate populațiile ajung la o stare de echilibru dinamic.
În timpul succesiunii, diversitatea speciilor crește treptat.
Din punct de vedere energetic, succesiunea este o stare instabilă a unei comunități care se caracterizează printr-o discrepanță între doi indicatori: productivitatea brută și costurile energetice ale întregului sistem pentru a menține viața - respirația.
Îndepărtând excesul de producție netă din comunități la începutul succesiunii, o amânăm, dar nu subminăm baza existenței comunității.
Intervenția în sisteme stabile, climax, provoacă inevitabil o perturbare a echilibrului existent. Atâta timp cât perturbarea nu depășește capacitatea de auto-vindecare a sistemului, succesiunile secundare îl pot readuce la starea inițială - acest lucru este utilizat, de exemplu, atunci când se planifica tăierile de pădure.
Influența omului asupra ecosistemelor naturale.
Activitatea umană este un factor antropic și impactul său asupra ecosistemelor. Reducerea diversității speciilor, a numărului de specii din cauza exterminării indivizilor, schimbări în habitatul acestora. În legătură cu aceasta, o scădere a diversității conexiunilor alimentare, a surselor de hrană și energie pentru locuitorii ecosistemelor și îndepărtarea excesivă a unei mase de substanțe organice din ecosistem de către oameni este unul dintre motivele reducerii biodiversității.
Poluarea mediului natural cu deșeuri industriale, pesticide, mutageni și deșeuri menajere sunt motivele schimbărilor în habitatul speciilor din ecosisteme, reducerea numărului acestora și pericolul de dispariție.
Reducerea suprafeței de teren ocupată de ecosisteme datorită extinderii construcției de drumuri, clădiri industriale și rezidențiale și crearea de agrocenoze sunt motivele modificărilor ecosistemelor sub influența activității umane.
Perturbarea ciclului de substanțe din ecosisteme din cauza retragerii excesive a produselor, a poluării mediului, a reducerii zonei ecosistemelor - cauzele schimbărilor profunde ale ecosistemelor, încălcarea integrității acestora și înlocuirea ecosistemelor stabile cu altele instabile.
Succesiunea este o schimbare ireversibilă într-o biocenoză, apariția alteia. Poate fi cauzată de orice fenomen natural sau poate apărea sub influența umană. Succesiunea ecologică a fost studiată inițial de reprezentanții unei științe precum geobotanica. Ulterior, acest fenomen a devenit subiect de interes pentru alți ecologisti. Pionierii care au dezvăluit importanța succesiunii au fost F. Clements, V. N. Sukachev, S. M. Razumovsky. În continuare, vom analiza conceptul mai detaliat și vom oferi o clasificare. În plus, articolul va descrie procesul folosind exemple.
Terminologie
Cine a introdus definiția? Însuși conceptul de „succesiune” a fost propus de F. Clements pentru a defini comunități biologice speciale care se succed în timp. Ele se caracterizează prin formarea unei serii sau a unei serii în așa fel încât cea anterioară să creeze condițiile dezvoltării celei următoare. În cazul în care nu apar factori care să poată provoca o altă succesiune, seria se încheie cu o comunitate relativ stabilă, care se caracterizează printr-un schimb constant. Formația descrisă mai sus a fost definită de Clements folosind termenul specific „menopauză”. Potrivit omului de știință, aceasta este o comunitate stabilă, în cadrul căreia nu există factori care să contribuie la vreo schimbare în dezvoltarea acesteia. În acest caz, durata menopauzei nu este importantă.
Clasificare
Succesiunile pot fi ordonate după diferite principii. Folosind clasificarea în funcție de diferite caracteristici, se pot distinge diferite tipuri de succesiuni. Printre astfel de caracteristici: rata de formare/decădere, durata existenței, reversibilitatea, constanța, originea, tendința de dezvoltare (progres sau degradare), modificarea numărului și diversității speciilor.
Succesiunea poate fi clasificată pe mai multe motive. Procesul de grupare depinde în primul rând de scopul pe care și-l stabilește omul de știință. În același timp, există tipuri de succesiuni, grupate în funcție de natura proceselor care au loc într-o anumită comunitate stabilă. Pe această bază, oamenii de știință disting două categorii principale: endogene și exogene. Care este diferența? Succesiunea endogenă este o schimbare datorată activităților comunităților înseși. Cauza principală a procesului este de obicei un dezechilibru în schimb. Cu alte cuvinte, schimbarea se realizează datorită activității factorilor interni. Succesiunea exogenă este o schimbare cauzată de
Microbiologie
În podeaua pădurii, de exemplu, succesiunea poate fi studiată în mai multe etape simultan. Această posibilitate se datorează schimbării direcției de sus în jos la deplasare. În plus, fenomenul poate provoca modificări ale umidității, conținutului oricăror compuși sau gaze speciali, temperatură etc. Procesul de formare a solului este însoțit de o schimbare pe termen destul de lung atât în comunitățile vegetale, cât și în cele microbiene.
Succesiunea primară și secundară
Ce înseamnă aceste concepte? Să privim mai departe. Succesiunea primară se caracterizează prin faptul că are loc într-o zonă lipsită de viață. Aceasta ar putea fi stâncă goală fără vegetație, zone nisipoase, lavă solidificată și altele asemenea. Când organismele încep să locuiască în astfel de zone, metabolismul lor afectează și schimbă mediul. Apoi începe o dezvoltare mai complexă. Și apoi speciile încep să se înlocuiască. Un exemplu de succesiune este formarea învelișului inițial de sol, colonizarea unei zone nisipoase inițial lipsite de viață, în primul rând de către microorganisme, plante, iar apoi ciuperci și animale. Un rol deosebit îl au aici resturile vegetale și substanțele formate ca urmare a descompunerii materiei organice. Astfel, solul începe să se formeze și să se schimbe, iar microclimatul se modifică sub influența microorganismelor, plantelor și ciupercilor. Ca urmare, comunitatea de organisme se extinde. Această succesiune este o schimbare ecogenică. Se numește așa pentru că schimbă chiar teritoriul pe care există. Iar aspectul inițial al solului într-o zonă lipsită de viață se numește schimbare singenetică.
Umiditatea substratului
Acest indicator influențează tipul de succesiune. Astfel, se disting următoarele grupuri:
- Xerarhal, pe un substrat anhidru.
- Psammoxeroseria, pe nisipuri.
- Litoxeroseria, pe teren stâncos.
- Geoxeroseria, pe argilă uscată sau argilă.
- Mezarhic dacă substratul are umiditate destul de semnificativă.
- Hidrarhic dacă substratul este extrem de umed.
Succesiunea primară are loc în mai multe etape. Pot fi date exemple interesante de succesiune. De exemplu, într-o zonă de pădure, un substrat fără viață și uscat este înlocuit mai întâi cu licheni, apoi cu mușchi, apoi cu ierburi (plante anuale), după care arbuștii, copacii și ierburile perene încep să dezvolte teritoriul. Există și alte exemple de succesiune. Astfel, se menționează adesea așezarea teritoriului de lavă solidificată după erupții sau o pantă după o avalanșă.
Fluxul procesului
Dezvoltarea succesiunii primare are loc concomitent cu formarea solului. Procesul este influențat de pătrunderea semințelor din exterior, moartea răsadurilor care nu sunt rezistente la condiții extreme, iar (de la un anumit timp) una sau alta comunitate se dezvoltă sau este înlocuită în principal din cauza diferenței de conținut de azot din sol. și gradul de distrugere a părții sale minerale. În sol și în alte comunități microbiene naturale, succesiunea este un fenomen cauzat de obicei de furnizarea unei anumite porțiuni dintr-un compus organic într-o formă sau alta. Deoarece microorganismele se adaptează fie la distrugerea diferiților polimeri complecși, fie la absorbția oricăror monomeri în concentrații mari, fie la existența în condiții severe de foame, se observă modificări structurale în comunitate în timpul distrugerii și în timpul utilizării materiei organice.
Succesiuni secundare
Aceste procese duc la colonizarea teritoriului pe specii după unele pagube. De exemplu, o pădure parțial distrusă de incendiu. Teritoriul unde a fost situat anterior a păstrat solul și semințele. O comunitate de iarbă se va forma literalmente anul viitor. Și apoi apar sub acoperirea unei păduri de aspen sau de mesteacăn, molizii încep să crească, înlocuind ulterior copacii de foioase. Restaurarea coniferelor întunecate are loc în aproximativ 100 de ani. Dar pădurea în unele zone este din nou tăiată. Din acest motiv, recuperarea nu are loc în astfel de zone.
Continuumism și structuralism în studiul comunităților biologice
Deși definițiile pe care le-a postulat Clements sunt utilizate pe scară largă în știință, există două paradigme care diferă semnificativ una de cealaltă. Să le privim mai detaliat. În cadrul fiecăreia dintre aceste paradigme, sensul definițiilor lui Clements este diferit. Cum diferă aceste abordări? Adepții paradigmei structuraliste susțin cu tărie concluziile lui Clements și continuă să-și dezvolte teoria. Continualiștii, dimpotrivă, nu sunt de acord cu existența reală a unor fenomene precum comunitățile biologice, succesiunea, punctul culminant, post-climax și continuu-ul climax. În această din urmă paradigmă, procesele ecosistemice sunt reduse la interacțiunea diferitelor categorii între ele. Aceste specii, conform continuumismului, încep la întâmplare să interacționeze între ele și cu natura neînsuflețită. Cum a apărut continuismul? Cert este că nu există un singur autor al acestei teorii: această paradigmă s-a născut aproape simultan în două țări, în două comunități științifice independente: cu L. G. Ramensky în URSS și G. Gleason în SUA.
Rolul succesiunilor în formarea și schimbarea biosferei
Datorită succesiunilor, al căror studiu continuă în geobotanica până în zilele noastre, se formează acoperirea solului, compoziția acestuia se modifică și, odată ce zonele lipsite de viață sunt populate, mai întâi de microorganisme, apoi de plante, ciuperci și animale. Studiul tiparelor și mecanismelor prin care apar atât schimbările primare, cât și cele secundare în comunități arată în mod clar că este imposibil să se prezică în avans fără ambiguitate care specii se vor înlocui reciproc în lanț. Cu toate acestea, înlocuirea comunităților biologice are loc mai des în moduri care cresc în zona de studiu.
Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos
Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.
Postat pe http://www.allbest.ru/
Introducere
Schimbări în ecosisteme sub impactul stresului
Succesiuni naturale, antropice, autogene și alogene
Clasificare
Succesiunea dezvoltării (primar)
Succesiuni regenerative (secundar)
Succesiuni antropogenice
Mecanisme de acţiune a succesiunii
Concluzie
Bibliografie
Introducere
succesiunea biocenozei stresului ecosistemic
Succesiunea ecologică este restabilirea unui echilibru perturbat de către un ecosistem care trece prin etape clar definite.
Succesiunea este o schimbare secvențială a biocenozelor (ecosisteme), exprimată în modificări ale compoziției speciilor și ale structurii comunității.
O serie succesivă de comunități care se înlocuiesc una pe alta în succesiune se numește serie succesivă. Succesiunile includ deșertificarea stepelor, creșterea excesivă a lacurilor și formarea mlaștinilor etc.
Un ecosistem poate fi scos din echilibru în multe feluri. Acest lucru se datorează de obicei 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 secvențială a unor specii cu altele este esența succesiunii ecologice. Restabilirea echilibrului perturbat de către ecosistem trece prin etape clar definite.
Schimbări în ecosisteme sub impactul stresului
Schimbarea în comunități poate fi ciclică și incrementală.
Ciclic schimbări -- modificari periodice ale biocenozei (zilnic, sezonier, pe termen lung), in timpul carora biocenoza revine la starea initiala.
Ciclurile diurne sunt asociate cu schimbări de iluminare, temperatură, umiditate și alți factori de mediu în timpul zilei și sunt cele mai pronunțate în climatele continentale. Ritmurile circadiene se manifestă prin modificări ale stării și activității organismelor vii.
Ciclicitatea sezonieră este asociată cu modificări ale factorilor de mediu de-a lungul anului și este cel mai pronunțată la latitudini mari, unde contrastul dintre iarnă și vară este mare. Variabilitatea sezonieră se manifestă nu numai prin schimbări de stare și activitate, ci și în raportul cantitativ al speciilor individuale. Pentru o anumită perioadă, multe specii sunt excluse din viața comunității, hibernând, torporind, migrând sau zburând în alte zone.
Variabilitatea pe termen lung este asociată cu fluctuațiile climatice sau cu alți factori externi (gradul de inundare a râului), sau cu motive interne (trăsături ale ciclului de viață al plantelor edificatoare, repetarea reproducerii în masă a animalelor).
Progresist schimbări - modificări ale biocenozei, conducând în final la înlocuirea acestei comunități cu o alta, cu un set diferit de specii dominante. Motivele acestor schimbări pot fi factori externi biocenozei care acționează mult timp într-o direcție, de exemplu, creșterea poluării corpurilor de apă, creșterea uscării solurilor de mlaștină ca urmare a reabilitării, creșterea pășunatului etc. Aceste modificări de la o biocenoză la alta se numesc exogenetice. În cazul în care influența crescândă a unui factor duce la o simplificare treptată a structurii biocenozei, la epuizarea compoziției lor și la o scădere a productivității, astfel de schimbări sunt numite digresive sau digresive.
Natural,antropogen,autogenăȘialogeneserie
În funcție de motivele care au determinat modificarea biocenozei, succesiunile se împart în naturale și antropice, autogene și alogene.
Succesiunile naturale apar sub influența unor cauze naturale care nu au legătură cu activitatea umană.
Succesiunile antropice sunt cauzate de activitățile umane. Ele sunt cauzate fie de un factor extern care acționează constant (pășunatul animalelor, călcarea în picioare, poluarea), fie reprezintă procesul de refacere a ecosistemelor după ce acestea au fost perturbate de către om (dezvoltarea suprafețelor de pâsuni, refacerea pășunilor după încetarea pășunatului intensiv, refacerea pădurilor după defrișare, mlaștinire a terenurilor drenate etc.).
Succesiunile autogene (autogeneratoare) apar din cauze interne (modificări ale mediului sub influența comunității).
Succesiunile alogene (generate din exterior) sunt cauzate de cauze externe (de exemplu, schimbările climatice).
În dezvoltarea sa, ecosistemul se străduiește pentru o stare stabilă. Schimbările succesive apar până când se formează un ecosistem stabil care produce biomasă maximă pe unitatea de flux de energie. O comunitate care este în echilibru cu mediul se numește climax.
Clasificare
Există multe clasificări ale succesiunilor, în funcție de indicatori care se pot modifica în timpul succesiunii sau din motive de schimbare:
· după scară de timp (rapid, mediu, lent, foarte lent),
prin reversibilitate (reversibilă și ireversibilă),
· în funcție de gradul de constanță a procesului (constant și neconstant),
· după origine (primară și secundară),
· în funcție de tendințele schimbărilor de productivitate (progresive și regresive),
· în funcție de tendința de modificare a bogăției speciilor (progresive și regresive),
· în funcție de antropogenitate (antropică și naturală),
· prin natura modificărilor apărute în timpul succesiunii (autotrofe și heterotrofe).
Dacă clasificăm succesiunile pe baza proceselor în desfășurare, atunci putem distinge două grupe principale: endogene, care apar ca urmare a funcționării comunităților, și exogene, care apar ca urmare a influențelor externe. Forța motrice din spatele succesiunilor endogene este schimbul dezechilibrat de comunități.
Distinge endogeneȘi exogene serie.
Primele sunt determinate de motive intracenotice. Ele sunt împărțite în două categorii:
1) serie dezvoltare, primar, al cărui început este dezvoltarea de către biotă a unui substrat care nu a fost încă ocupat (pe stânci, stânci, nisip afânat, în rezervoare noi etc.).
2) serie restaurator, secundar. Categoria succesiunilor exogene cauzate de factori externi le include atât pe termen lung, de exemplu climatogenic, cât și pe cele catastrofale - rezultat al unor fenomene naturale spontane (ca urmare a defrișărilor, incendiilor, arăturilor, erupțiilor vulcanice etc.).
seriedezvoltare(primar)
Succesiunile autogene primare sunt o consecință a dezvoltării teritoriilor în care nu exista viață. În același timp, ca urmare a dezvoltării de noi habitate sub influența activității vitale a plantelor și a organismelor heterotrofe, solul se formează din substratul mort și se îmbogățește compoziția de specii a ecosistemului.
Succesiunea în timpul creșterii excesive a rocilor: procesul de formare a ecosistemelor pe roci a fost descris în diferite zone ale planetei.
În timpul succesiunii, se disting o serie de etape.
1. Așezarea lichenilor crustozați (acestea pot fi precedate de o etapă de cianobacterii, care combină funcțiile de fotosinteză și de fixare a azotului și, prin urmare, colonizează cel mai eficient noi habitate „fără sol”). În comunitățile de licheni, componentele heterotrofe, pe lângă componenta fungică a lichenului, sunt reprezentate de protozoare, rotifere și nematode. Crăpăturile din stâncă pot adăposti acarieni și insecte mici. În astfel de habitate extreme, viața „pulsează” toate organismele devin active după ploaie și își reduc drastic activitatea vitală în perioadele secetoase.
2. Stadii ale lichenilor de frunze, ale căror așezări sunt pregătite prin activitatea lichenilor crustozi. Aceste organisme transformă mai activ mediul înconjurător, iar acizii pe care îi secretă distrug suprafața rocii, pe care apare un strat subțire de detritus. Noile condiții permit să trăiască un număr mult mai mare de heterotrofe - codalii, acarienii oribatide, mâncătorii de fân, larvele de țânțari împingători etc. Crește și diversitatea microflorei descompozitorilor care procesează excrementele animalelor și rămășițele lor moarte.
3. După ce grosimea „solului” ajunge la câțiva milimetri, mușchii înlocuiesc lichenii de frunze. Rizoizii lor pătrund într-un strat de pământ fin, a cărui grosime crește treptat până la 3 cm Mușchii reduc fluctuațiile de temperatură la suprafața substratului, ceea ce crește diversitatea și activitatea biotei heterotrofe.
4. Etapa de formare a comunităților de mușchi și plante petrofite vasculare din genurile cimbru, alyssum, rockweed etc. Stratul de sol devine mai gros, iar participarea saprofagelor mari nevertebrate - enchitreide, râme, larve de insecte etc., crește în componenţa animalelor heterotrofe .
5. Ulterior, diversitatea plantelor vasculare crește din ce în ce mai mult, iar la ierburi li se adaugă arbuști și apoi copaci, în primul rând pin. Acest lucru creează condiții pentru apariția păsărilor și a mamiferelor mici în biotă.
Succesiunea în timpul creșterii excesive a nisipurilor. Schimbări similare cu succesiunea pe roci apar atunci când nisipurile afânate devin acoperite. De exemplu, în deșertul Karakum, succesiunea începe cu așezarea ierbii perene aristida, care este capabilă să trăiască în condiții de nisip schimbător. Rădăcinile acestei plante sunt asemănătoare snurului și sunt închise într-o acoperire de granule de nisip cimentate. Acest lucru protejează rădăcinile de uscare și deteriorări mecanice dacă ajung la suprafață. În detrimentul aristidei, unele insecte pot exista deja și, prin urmare, șopârlele încep să alerge în dune în căutarea hranei. În urma aristidei, se așează rogozul de nisip rizomatos, care asigură suprafața mobilă a nisipului. În urma rogozului, se instalează arbuști juzgun și saxaul alb, precum și numeroase efemere.
Îmbogățirea compoziției speciilor a vegetației permite prezența veveriței de pământ cu degete zvelte, a jerboiului cu picior lânos și a gerbilului de la amiază. Varietatea insectelor care servesc drept hrană pentru șopârle este în creștere. Apar păsările - saxaul gea și dropia, șerpi și prădători care se hrănesc mici.
Recent, s-au obținut date interesante despre succesiunile primare în noile habitate nisipoase ale deșertului Aralkum, care s-a format ca urmare a scăderii nivelului Mării Aral. Zona noului deșert a depășit deja 40 de mii de km, deoarece din cauza aportului mare de apă din râurile Amu Darya și Syr Darya, nivelul mării a scăzut cu 20 m, iar procesul de uscare a Mării Aral nu a putut fi oprit. Natura succesiunilor primare depinde de cât de saline sunt zonele fundului mării expuse. Cu toate acestea, în toate cazurile poate fi urmărită următoarea secvență: explerenți anuali - aristida - comunități bogate în specii cu participarea arbuștilor și a saxaul. Așezarea arbuștilor și a copacilor începe după 30 de ani.
Succesiunea în timpul creșterii excesive a lacurilor. Creșterea excesivă a lacurilor de mică adâncime cu transformarea lor treptată în mlaștini cu iarbă este considerată ca succesiune primară. În prima etapă, coloana de apă este populată de linte de iaz, iar o peliculă de lingă de rață care acoperă suprafața apei își aduce contribuția la succesiune. Datorită depunerii de sapropel, nivelul de jos crește treptat, iar plantele amfibiene acvatice de coastă - stuf, codițe, coada-calului - se grăbesc în centrul lacului, iar apoi sunt înlocuite cu rogoz - zvelte, de coastă, veziculoase. Când lacul se transformă complet într-o mlaștină cu iarbă, plantele lemnoase - arin negru și salcie de frasin - se așează pe el.
Succesiunea pe curgeri de lavă înghețate. Aceste succesiuni sunt subiectul preferat al ecologiștilor și, prin urmare, au fost studiate foarte bine. De regulă, succesiunea începe cu așezarea plantelor leguminoase, cel mai adesea din genul lupin. Leguminoasele îmbogățesc substratul cu azot. După aceasta, se așează ierburi de cereale, arbuști și copaci. Succesiunea se desfășoară de zeci de ori mai repede decât succesiunea de roci care cresc excesiv sau de substraturi formate după topirea ghețarilor. Motivul pentru aceasta este clima caldă din zonele în care apar majoritatea vulcanilor. În plus, substratul fluxurilor de lavă este destul de bogat în elemente nutritive minerale.
Similar cu opțiunile descrise pentru succesiunea autogenă primară, are loc procesul de supraîncărcare a haldelor de supraîncărcare la locul minier. În funcție de clima favorabilă și de prezența nutrienților în rocile de supraîncărcare, succesiunea se desfășoară în ritmuri diferite. În Uralii de Sud, după numai 30 de ani, mesteacănii cresc pe haldele și se formează un strat închis de ierburi. În Yakutia, carierele formate în timpul exploatării aurului sunt crescute extrem de lent, iar primii copaci apar nu mai devreme de 100 de ani mai târziu.
serierestauratoare(secundare)
Secundar serie se dezvolta pe un substrat modificat initial de activitatea unui complex de organisme vii. Astfel de succesiuni au cel mai adesea un caracter restaurator (demutațional).
Secundar serie merge peste tot. Exemple larg răspândite în acest sens includ creșterea excesivă a pășunilor cu arbuști, dezvoltarea terenurilor nedorite în câmpuri abandonate și regenerarea pădurilor după defrișare. Dacă intervenția umană a dus la formarea unei comunități stabile, diferită de punctul culminant, atunci se numește plagioclimax, iar succesiunea este presată.
Exemplu secundar serie procesul de creștere excesivă a lacului poate fi influențat de factori interni. Sub influența activității vitale a organismelor care îl locuiesc, lacul se umple încet cu materie organică moartă. În plus, materialele sedimentare pot pătrunde în lac. Treptat, adâncimea lacului scade, iar în cele din urmă se transformă într-o mlaștină (în amonte sau în aval, în funcție de locație), iar apoi în uscat.
LA secundar succesiuni Există și acelea în care forța inițială care provoacă o schimbare în comunități se dovedește a fi perturbări ale interacțiunilor stabile în biocenoză.
După cum puteți vedea, secundar serie se dezvoltă mai repede decât cele primare. În al treilea an după încetarea impactului tehnogen al grupului secundar serie acoperă 40 - 60% din suprafața deteriorată. În 10 - 15 ani, aspectul natural al mlaștinilor perturbate este aproape complet restabilit.
Pentru succesiunea primară și secundară, este necesară o sursă de semințe, spori de plante și animale capabile să colonizeze habitate. Pentru secundar serie Un factor important este prezența unui strat fertil de sol. Dacă stratul fertil al pământului este distrus, atunci succesiunea poate continua ca și cea primară. Procesul de succesiune se termină într-un stadiu în care toate speciile care formează un ecosistem mențin un număr relativ constant la toate nivelurile trofice. Această stare de echilibru se numește climax, iar ecosistemul se numește climax.
Aantropogenăserie
În zilele noastre sunt deosebit de răspândite antropogenă serie, apărute ca urmare a activității economice umane. Ele apar sub influența incendiilor, pășunatul animalelor, recreere etc. Transformarea profundă a solului și a acoperirii vegetației este cauzată de lucrări de construcții, minerit etc. Învelișul vegetal și fauna se modifică sub influența poluării aerului, apei și solului.
Alături de impactul negativ asupra biotei din fermă, activitatea umană poate fi constructivă. Sisteme naturale în care se efectuează măsuri de reabilitare care vizează creșterea productivității acestora: pădure, luncă, pește. Vânătoarea și alte lucrări sunt trecute la categoria seminaturale.
În cele din urmă, se creează complexe ecologice antropice: costurile agricole, de grădinărit, de gospodărire a apei și alte costuri pentru gestionarea acestor complexe sunt suportate integral de oameni.
Diferența fundamentală dintre aceste sisteme este că în ecosistemele naturale reproducerea materiei vii și funcțiile sale de formare a mediului sunt realizate de la sine, în timp ce sistemele economice naturale nu se pot reproduce singure. Pentru a-și menține existența durabilă, costurile sunt necesare și, cu cât sistemele economice naturale sunt mai nenaturale, cu atât prețul pe care trebuie să-l plătească o persoană este mai mare. Lăsați în voia lor, ei se străduiesc să revină la starea lor naturală printr-o serie de succesiuni restauratoare.
Datorită perturbărilor constante, acoperirea solului biogeocenotic modern este practic lipsită de ecosisteme care au atins punctul culminant în dezvoltarea lor naturală - etapa finală în care ecosistemele sunt în cea mai deplină unitate cu factorii de mediu. Cu toate acestea, aceasta nu ar trebui să servească drept bază pentru a concluziona că biosfera este în curs de distrugere.
Conform conceptelor moderne, comunitățile mature de climax sunt mai puțin rezistente la factorii externi. Aceasta este o consecință a specializării înguste a comunităților climax și a gradului ridicat de echilibru al proceselor lor funcționale caracteristice. Comunitățile Subclimax, care se află pe drumul către etapele terminale, sunt mai puțin specializate și, prin urmare, au o capacitate mai mare de a-și reface structura.
În prezent, când influența factorilor antropici devine aproape omniprezentă, această categorie de ecosisteme este cea care, datorită adaptabilității sale, este cea mai răspândită.
Dintre diversele forme de dinamică, se disting fundamental diferite categorii dinamice: fluctuațiile, succesiunea și transformarea ecosistemelor de către oameni.
Sub fluctuatii fitocenozele sunt înțelese ca modificări nedirecționate de la an la an, care se termină cu revenirea fitocenozei la original sau, mai precis, aproape de starea inițială. Cu un anumit grad de convenție, fluctuațiile în comunitățile de plante includ schimbări cauzate de activități economice - fânul, pășunatul și activitățile forestiere.
Succesional procesele, spre deosebire de fluctuații, se dezvoltă într-o anumită direcție. Ele nu au niciodată caracterul de oscilații în jurul unei stări medii.
Mecanismeactiuniserie
Studiind succesiunea în ecosisteme, ecologistii au identificat trei mecanisme ale acțiunii sale:
Asistenţă. Speciile pioniere care apar într-un nou ecosistem facilitează colonizarea ulterioară a altor specii. De exemplu, după ce un ghețar se retrage, primii care apar sunt lichenii și unele plante cu rădăcini puțin adânci, adică specii care pot supraviețui în sol sterp, sărac în nutrienți. Pe măsură ce aceste plante mor, se formează un strat de sol, permițând speciilor de succesiune târzie să prindă rădăcini. De asemenea, copacii succesivi timpurii oferă umbră și adăpost pentru creșterea copacilor succesivi târzii.
Izolare. Uneori, speciile pionier creează condiții care complică sau chiar fac imposibilă apariția ulterioară a plantelor succesive. Când apar suprafețe noi în apropierea oceanului (de exemplu, ca urmare a construcției digurilor de beton sau a digurilor), acestea devin rapid acoperite de specii pioniere de alge, iar alte specii de plante sunt pur și simplu alungate. Această deplasare se produce foarte ușor, deoarece specia pionieră se reproduce extrem de rapid și acoperă în curând toate suprafețele disponibile, fără a lăsa loc pentru speciile ulterioare. Un exemplu de izolare activă este apariția bitterweed, o plantă asiatică care s-a răspândit în vestul american. Gorchak alcalinizează în mod semnificativ solul în care crește, făcându-l nepotrivit pentru multe ierburi sălbatice.
Coexistenţă. În cele din urmă, speciile pionier ar putea să nu aibă deloc niciun efect asupra plantelor ulterioare - nici benefice, nici dăunătoare. În special, acest lucru se întâmplă dacă specii diferite folosesc resurse diferite și cresc independent una de cealaltă
Exemplu
Succesiunea nu poate fi observată direct până când starea de echilibru a comunității nu este perturbată într-un fel. Dacă o pădure este tăiată în scopuri agricole, aceasta este de obicei restaurată din nou după încetarea lucrărilor agricole. Suprafața stâncilor expuse sau a drumurilor părăsite este acoperită mai întâi cu colonii de mușchi și licheni, apoi cu ierburi și arbuști, iar mai târziu, în condiții favorabile, cu plante lemnoase perene. Schimbarea cursului unui râu poate provoca o eroziune crescută într-un loc și depunerea de nămol în altul. Namolul este ancorat de vegetația de mlaștină tolerantă la sare, iar apoi, pe măsură ce stratul de sol devine mai gros, sarea este îndepărtată, permițând ierburilor și arbuștilor să crească în zonă. Toate aceste exemple indică faptul că structura comunității se schimbă și evoluează către o etapă mai matură, menopauza, caracteristică (și deci previzibilă) anumitor condiții de mediu.
Există o relație clară între organismele dintr-o comunitate și proprietățile fizice și chimice ale habitatului. În condiții favorabile, comunitatea se va dezvolta; altfel va dispărea sau se va degrada pur și simplu. Depunerea de nămol stimulează schimbarea comunităților din vegetația de mlaștină, în timp ce eroziunea influențează acest proces în sens invers. Eutrofizarea lacurilor în prezența unei surse externe de elemente minerale duce în cele din urmă la o mlaștină completă a lacului, iar levigarea acestor substanțe din sol poate limita dezvoltarea comunității de plante, de exemplu în desișurile de ruci. Se numesc astfel de schimbări alogene serie.
Autogenă serie apare atunci când există un feedback pozitiv în cadrul comunității (modificări endogene), cum ar fi fixarea azotului, conținutul crescut de materie organică în lac (mlaștina lacului) sau drenarea solului ca urmare a transpirației.
Succesiunea autogenă este un proces foarte lung. Există un exemplu binecunoscut de succesiune postglaciară care a fost observat în Glacier Bay din Alaska. Din 1750, în Glacier Bay, ghețarii s-au retras cu peste 100 km și au lăsat morene lipsite de vegetație. Bolovenii erau acoperiți cu mușchi și două sau trei tipuri de ierburi cu un sistem radicular nedezvoltat. Peste 15 ani mai târziu, acolo au început să crească sălcii - mai întâi forme târâtoare, apoi cele cu arbuști. După 50 de ani, arinul a apărut și a format desișuri de până la 10 metri înălțime. Arinul a fost înlocuit cu molid, care după 150 de ani a format o pădure deasă care a continuat să se dezvolte și a ajuns la maturitate. După 200 de ani, în zonele cu exces de umiditate au apărut mușchi de sphagnum, reținând apa și provocând îmbinarea apei, ceea ce a dus la moartea copacilor și la formarea mlaștinilor. Astfel, punctul culminant al acestei zone este mlaștina.
Unul dintre principalii factori care contribuie la accelerarea succesiunii și dezvoltării comunităților descrise mai sus este acumularea de cantități mari de azot. Arinul oxidează solul într-o astfel de stare încât devine potrivit pentru creșterea molidului, care înlocuiește arinul folosind aportul acumulat de azot. În timpul etapelor mature ale succesiunii, conținutul de azot din sol scade pe măsură ce azotul intră în biomasa arborilor.
Schimbările în topografie și tipul de sol sau pășunatul de schit, precum și incendiile, pot duce la formarea unei comunități de plante foarte diverse într-o anumită regiune. .
Variabilitatea distribuției speciilor de plante și a numărului acestora este caracteristică tuturor comunităților de plante în stările de climax. Este cauzată de alunecări de teren, defrișări sau modificări ciclice ale vegetației în sine. Descrierea schimbărilor din comunitatea Heather ( Calluna vulgaris), originară din landei din nordul Europei, este cel mai complet exemplu. Dacă comunitățile de erica nu sunt distruse de foc sau de pășunat sau dacă nu sunt înlocuite cu copaci, atunci erica începe să degenereze încet. Plantele mor, formând în centrul zonei un pustiu care se extinde treptat, locuit, pe lângă erica, de alte plante. O comunitate eterogenă de erica se formează treptat în diferite stadii de dezvoltare. În acest caz, variabilitatea se datorează caracteristicilor de creștere a plantelor, dar schimbările ciclice la scari spațiale și temporale mai mari pot fi cauzate de factori climatici.
Concluzie
Studiind comunitățile, ajungem la concluzia că activitatea umană necugetată le poate distruge. De exemplu, modificări ale legăturilor trofice. Dar cunoașterea proceselor elementare din comunități permite evitarea unui număr de astfel de dezastre de mediu.
Stăpânirea cunoștințelor de mediu contribuie la o atitudine atentă față de natură, conservarea ei și mai puține atacuri de represalii asupra umanității din partea acesteia.
Mecanismul succesiunii constă în faptul că procesele de creare și menținere a unui biomediu specific, acumularea treptată a condițiilor de degradare a acestuia și formarea unei comunități mai complexe sau mai compatibile cu condițiile mediului abiotic au loc secvenţial în comunitate. În funcție de condițiile inițiale, se obișnuiește să se facă distincția între succesiunile primare, care încep pe substraturi complet lipsite de viață, de exemplu, pe dune, și succesiunile secundare, care încep cu condiții de pornire mai favorabile, de exemplu, după un incendiu, defrișare sau în un câmp abandonat.
Recent, biosfera a fost caracterizată de succesiuni secundare, care sunt asociate în principal cu activitatea umană.
Listăfolositliteratură:
1. Reimers N.F. Managementul naturii: Dicționar-carte de referință. -M.: Mysl, 1990. p. 485-486.
2. Kormilitsyn M. S. Fundamentele ecologiei. M.: MPU, 1997. P.24.
3. J. M. Anderson Ecologie și științe de mediu. L.: Gidrometeoizdat, 1985. P.96-101.
4. Marichenko A.V. Ecologie. a 2-a ed. M.: 2008-328 p.
5. Stepanovskikh A.S. Ecologie generală. a 2-a ed. M.: 2005-687 p.
6. Peredelsky L.V., Korokin V.I., Prikhodchenko O.E. Ecologie. M.: 2007-512 p.
Postat pe www.allbest.ru
Documente similare
Clasificarea sintetică modernă a factorilor de mediu bazată pe principiile A.S. Monchadsky. Conceptul și mecanismele de adaptare, modelele și semnificația acesteia. Învățăturile lui V.N. Sukachev despre biogeocenoze. Succesiuni: autogene și alogene, primare și secundare.
test, adaugat 16.12.2011
Succesiunea ecologică ca proces de modificare treptată a compoziției, structurii și funcției ecosistemelor sub influența factorilor externi sau interni. Schimbarea ecosistemelor sub influența activității vitale a organismelor, a activităților umane și a factorilor abiotici.
rezumat, adăugat 10.03.2013
Conceptul de „productivitate ecosistemică”, tipurile sale, clasificarea ecosistemelor după productivitate. Patru etape (sau etape) succesive în procesul de producere a materiei organice. Compoziția speciei și bogăția biocenozei. Standardizarea mediului.
test, adaugat 27.09.2009
Studiul schimbărilor din sistemul ecologic și mediul extern. Studiul procesului de dezvoltare dirijată a unui ecosistem. Trăsături caracteristice, specii, tipuri de succesiune. Motivele evoluției ecosistemelor. Restructurarea sistemului biosferei. Modele ale procesului de succesiune.
prezentare, adaugat 27.10.2014
Factori naturali care determină regimul geoecologic. Modificări ale nivelului Mării Caspice într-un anumit timp istoric. Destabilizarea ecologică a mediului natural. Succesiunea comunităților de plante sub influența factorilor naturali, antropici.
teză, adăugată 09.11.2012
Incendiile de pădure ca proces de degradare a ecosistemelor naturale sub influența activității umane. Definirea și clasificarea succesiunilor, conceptul de comunități climax forestier. Serii cronologice de refacere a pădurilor de pini după incendiile din Golful Kandalaksha.
lucru curs, adăugat 05/01/2011
Luarea în considerare a principiilor teoriei lui Bari Commoner, legile minimului, necesitatea, piramida energiei, conceptul de succesiune (schimbarea secvențială a comunităților sub influența timpului), biocenoza, toleranța, rezistența mediului, sustenabilitatea comunității naturale.
test, adaugat 03.03.2010
Conceptul de biosfere în învățăturile lui Vernadsky. Caracteristicile circuitelor de putere. Ciclul substanțelor din natură. Stabilitatea ecosistemului și modelele caracteristice de succesiune. Direcția impactului antropic asupra biosferei. Idei moderne despre conservarea naturii.
rezumat, adăugat 25.01.2010
Schimbări în ecosisteme, conceptul de ritmuri biologice. Conceptul de succesiune, clasificare. Obiectivele împăduririi protectoare. Eutrofizarea corpurilor de apă sub influența activității economice umane. Ciclul de viață al fitoplanctonului și al lacurilor eutrofice.
test, adaugat 12.01.2010
Specia, structura trofică și spațială a comunității. Consumatorii și descompunetorii, rolul lor în comunitate. Nivelare în pădure. Piramide de numere și biomasă. Productivitatea ca indicator funcțional al comunităților. Importanța succesiunii ecologice.
