Реферати » Реферати з біології » Динаміка екосистем, поняття сукцесії

Динаміка екосистем, поняття сукцесії

Динаміка екосистем, поняття сукцесії

Пройдемо по річковій долині. Ось місце, де річка змінила своє русло і залишила чистий пісок. Він здається неживим, але трохи глибше у вологому його частини кипить бурхливе життя. Тут мешкають багато мікроорганізми, примітивні кільчасті черв'яки і такі ж червоподібні, рачки і 'водяні кліщі. На поверхні піску можна побачити павуків. ' . Звільнена від води площа поступово, заростає: дан старт розвитку наземної рослинності.
Спочатку з'являються кореневищні трави, їх доповнюють дрібні рослини, потім з'являються чагарники, найчастіше верби, що утворюють куртини і суцільні зарості. Минають роки і, якщо не втручається людина зі своїм господарством, на місці річкового піску і гравію ростуть листяні ліси, а в тайговій смузі
- густі прирічні ялинники. Трав'яна екосистема, яка зайняла піски, закономірно змінилася чагарникової, а та - лісом.

Тепер зробимо екскурсію в ліс. Ось велике поле - заростаюча дикими травами поклад. На бідних землях Підмосков'я вона нерідко покривається аптекарської ромашкою, лободою, в'юком та іншими бур'янами. Поступово їх змінюють кореневищні злаки, а потім і плотнокустові їх родичи. Трав'яний покрив стелиться килимом. Але то тут, то там видно вже піднімаються проростки чагарників упереміж з відновленням листяних шмагав. Березу і осику, а найчастіше вони переважають в тайговій смузі, поступово змінює сосна, спочатку утворюється змішання ліс, потім виникає майже чистий сосняк, через багато десятиліть зазвичай витісняється смерекою. У Сибіру під пологом сосни виростає кедр і ялиця. іноді ялина, і сосняку змінює кедрово-пихтовая або ялинова тайга. Подібні ряди змін лісової рослинності спостерігаються всюди - після рубок лісу, пожеж, при заростанні кинутих нулів (рис. 1). Іноді на місці чагарників, а то й на фазі трав площа заростає відразу сосною і утворюється сосняк. У смузі широколистяних лісів кінцевою фазою змін виявляється дубовий ліс. Самі ж зміни - екосистем носять назву сукцесії (лат. сукцесії - спадкоємність, успадкування).

Рис. 1. Схема послепожарной сукцесії зі зміною порід в сибірській кедрово-пихтовой тайзі (південь Середньої Сибіру)

Числа в прямокутниках - коливання в тривалості проходження фаз сукцесії. (У дужках вказані терміни їх закінчення)

Не завжди хід сукцесії настільки прямолінійний як показано на рис. 1.
Наприклад, в ліпняках Гірської шорні (в Західного Сибіру) після їх знищення він складений фазою трав, потім швидко відростає прикоренева поросль дні, але вони не здатні сформувати повноцінний древостой. Під липової порослю утворюється пихтовий молодняк, з ходом часу перетворюється на ялицеву тайгу. Під її пологом утворюється насіннєве покоління лип, поступово витісняють ялицю.

Ще складніше йдуть сукцессіонние зміни в Південній смузі Середньої Росії
(рис. 2). Тут вони ускладнюються древнім впливом людей, освітою лугових параклімаксов і вузлових спільнот, лише іноді переходять в клімаксовие ценози. До того ж у цьому регіоні спостерігається поліклімакс, тобто кліматичні умови формує не один тип рослинності і грунтів, а принаймні два - тайгового характеру з ялиною і широколистяних лісів з дуба, в'яза, клена, ясена. У чорноземної лісостеповій смузі спостерігається як би переміщення степових і лісових ценозів, якщо не просторово, то функціонально. Ліс і степ змінюють один одного у віковій періодиці. У результаті потужність чорноземів під лісом не менше, аніж під степовою рослинністю, і залісення місцевими лісовими породами не веде до їх деградації. Прихід чужих, випадково акліматизованих лісових порід, зокрема американського клена, загрожує порушити століттями сформоване тут рівновага між лісом і степом, вищелочени чорноземи, замінити їх лісовими грунтами.

Існують сукцессіонние зміни і в степах, пустелях - у всіх екосистемах. Кінцевою фазою сукцесії в Російсько-Українського степу нашого часу служить трав'яний покрив з дуже товстим шаром дрантя. Серед трав утворюються деревно-чагарникові куртини. Ймовірно в минулому, коли по степу бродили численні стада тарпанів та інших копитних тварин, лик степу був іншим.

Сукцесії в лісах виникають з різних причин - в результаті природно виникаючих пожеж, значних буреломів, потужних паводків, але найчастіше в результаті обезлесивания місцевості людиною. Зміни одних екосистем іншими тягнуться десятиліттями і століттями. Але є ще більш тривалі зміни рослинності, пов'язані з саморозвитком умовно кінцевої фази розвитку процесу - клімаксу (гр. клімакс - сходи).
Наприклад, густі кедровники Сибіру нерідко заболачиваются, потім відбувається їх розрідження, що супроводжується зменшенням вологості і навіть - виникненням у них місцевого клімату (Биоклимат, або фітоклімату), що нагадує степовий. Такі паркові кедровники знову заростають більше густим лісовим покривом і заново починається прецесія заболочування. Такі циклічні процеси називають автосукцессіямі (гр. аутос - сам).

Рис. 2. Схема сукцессіонних змін в Середній Росії. Проміжні фази сукцесії (змішаних лісів) по показані. Числа вказують термін формування співтовариства від моменту "нульовий" фази сукцесії - пожежі або вирубки лісу.

Зміни рослинності та супутньої їй життя виникають і під впливом глобальних змін - коливань сонячної активності, кліматичних змін. Такі сукцесії носять назву циклічних
(вікових). Нарешті, самі повільні зміни екосистем - еволюційні сукцесії, пов'язані із загальною еволюцією біосфери планети.

Одні фази сукцесії тривають деякі роки і десятиліття і все средообразующие рослини встигають дати всього одне або декілька поколінь.
Такі фази називають кратновременнопроизводными. Інші фази протікають багатьма десятиліттями, средообразующие рослини (їх називають едіфікаторамі від лат. Едифікатор - будівельник) дають за цей термін багато поколінь, а фази називають длітельнопроізводнимі.

Не скрізь умови життя на планеті залишилися чисто природними. Місцями вони дуже глибоко і незворотньо змінені людиною. Тут, в цих умовах, розвиток сукцесії не досягає природного умовно кінцевої фази клімаксу, а лише природно-антропогенного "фіналу" - вузлових екосистем, або спільнот.
Подекуди люди настільки часто порушують природу, що такі безперервно порушувані ценози робляться як би кінцевими в ланцюзі сукцесії. Наприклад, луг в долині річки, де постійно пасеться худоба, не заростає чагарниками і не може їм зарости, так як кущі і навіть їх зачатки бувають знищені тваринами. Такі штучно стійкі утворення називають параклімаксамі (гр. пара - біля, при).

Сукцесії протікають за певними законами. Кожна їх фаза змінює середовище настільки, що як би витісняє сама себе. На її місце приходить інша екосистема, теж вичерпний екологічні можливості середовища і яке змінюється наступною. Одночасно змінюються біотоп і супутній йому біоценоз. І процес триває до тих пір, поки ряд екосистем не досягає рівноваги із середовищем - клімаксу. Подальші зміни можливі лише в рамках циклічних змін. Таким чином на життєпридатним субстраті біоценози формують закономірний ряд екосистем, що веде до найбільш устойчшюп в даних природних умовах клімаксовие фазі, а при природно-антропогенному режимі вузловий екосистемі або параклімаксу. У цьому сенс принципу сукцессіонного заміщення. Чим глибше антропогенне нарушенность середовища какою простору, тим на більш ранніх фазах сукцесії закінчується розвиток. Це правило ступеня завершеності сукцесії.
Дійсно, за вузловим спільнотою могла б наслідувати фаза клімаксу.
Параклімакси виникають навіть на самих ранніх фазах сукцесії. Наш надрічковий пісок, якщо його постійно витоптують відпочиваючі, так і залишиться голим піском - самій ранній фазою сукцесії.

Фази сукцесії більш-менш закономірно слідують один за одним: трави, чагарники, листяний ліс, хвойний ліс - в смузі тайги. Але ніколи, скажімо, в послідовності - хвойний ліс, чагарники, трави, або листяний ліс - чагарники - хвойний ліс (якщо йде дійсно, природна сукцесія). Ця закономірність подібна з спостерігається в індивідуальному розвитку - ніколи метелик не вилетить з гусениці або яйця, завжди це відбувається з лялечки. Закон послідовності фаз розвитку єдиний для всього органічного світу.

У ході сукцесії на різних її фазах змінюються властивості утворюються екосистем. Спочатку число видів в екосистемах збільшується, потім знижується. Закономірність збільшення числа видів на ранніх і середніх фазах сукцесії і падіння їх різноманітності при наближенні до клімаксу носить назву принципу сукцессіонного "очищення". У старому глухому лісі мало видів - трав, чагарників, трохи і тварин, часто майже немає грибів. У такому лісі все біогеохімічні процеси сповільнюються (закон сукцессіонного уповільнення), при цьому все більше енергії, що надходить в екосистему, йде на її підтримку, біомаса досягає можливого максимуму, а біологічна продуктивність знижується до якогось мінімального рівня. Ця властивість зрілих екосистем узагальнено називають принципом, або правилом "нульового максимуму". Паралельно згаданим процесам біохімічні цикли з ходом сукцесії робиться все більш замкнутими. На поверхні планети, не захищеної рослинністю, на гладі нашого річкового піску вони, практично, розімкнені, а в тропічних лісах їх замкнутість досягає значення
0,0001. У ході сукцесії рослинності на згаданому піску з моменту початку його заростання травами за 10 років ступінь замкнутості бногеохіміческіх кругообігів збільшується з нуля до 90%.

У біології добре відомий закон незворотності еволюції бельгійського палеонтолога Л.Долло - організм не може вepнуться до минулого стану, вже здійсненому в ряду його предків, навіть знову потрапивши в середу їх проживання. Наприклад, вдруге пристосувалися до життя у водному середовищі іхтіозаври або кити зберегли всі риси плазунів і ссавців і лише зовнішнє, а не функціональне схожість зі

Сторінки: 1 2

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар