Succesiuni ecologice. Succesiunea unui sistem ecologic Succesiunea primară pe scurt
Succesiunea ecologică este o schimbare a biocenozelor. Dacă o biocenoză este stabilă, atunci există la infinit. Dar adesea trebuie să observăm cum o biocenoză (ecosistem) se transformă în alta: un lac devine o mlaștină, iar o pajiște devine o pădure.
Tipuri de succesiuni
Există două tipuri de succesiune: primară și secundară.
În timpul succesiunii primare, se formează o nouă biocenoză într-un biotop inițial lipsit de viață. În acest caz are loc colonizarea suprafețelor stâncoase sau nisipoase.
Substraturile de pornire pot fi:
- lavă vulcanică;
- nisipuri;
- roci;
- râpe;
- sedimentele fluviale etc.
De o importanță deosebită în colonizarea unor astfel de substraturi este acumularea de substanțe disponibile plantelor pentru hrănirea rădăcinilor.
Orez. 1. Succesiunea primară.
Primele plante și bacterii care au colonizat suprafețele fără viață își schimbă compoziția chimică datorită metabolismului lor, precum și atunci când mor.
Orice succesiune este de lungă durată. Deși în fiecare an în timpul succesiunii primare se observă o îmbogățire a compoziției speciilor, aceasta va atinge o stare de stabilitate după zeci de ani.
Succesiunea secundară este înlocuirea unei biocenoze cu alta.
Cele mai frecvente cauze ale sale:
- modificări ale condițiilor climatice;
- stabilirea unor relații mai stabile între specii;
- impactul uman;
- modificarea condițiilor geologice.
Fiecare plantă are factori de mediu limitanți. Când se schimbă regimul hidrologic, pedologic sau meteorologic, unele plante pot părăsi ecosistemul, altele se pot popula, schimbându-i aspectul.
TOP 1 articolcare citesc împreună cu asta
Orez. 2. Succesiunea secundară.
Activitatea umană contribuie la schimbarea biocenozelor. De exemplu, în Africa și Asia, din cauza degradării solului din cauza pășunatului animalelor, ecosistemul deșertic înlocuiește savana.
Stepele moderne diferă semnificativ în compoziția speciilor de plante față de stepele curate. Prin urmare, zonele stepelor de referință supraviețuitoare sunt recunoscute ca arii protejate și sunt protejate prin lege.
Caracteristicile succesiunii
Să luăm în considerare care este principala trăsătură a succesiunii ecologice: doar astfel de relații dintre organisme și organismele în sine se păstrează în timp care nu pot fi înlocuite de altele în condiții date.
Rolul principal în schimbarea biocenozelor revine plantelor.
Succesiunea are loc prin schimbarea etapelor.
Etapele succesiunii
Succesiunea ecologică corect compusă are forma înlocuirii succesive între etape.
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, este adesea menționată 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 amplasat 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 mesteacăn, molizi încep să crească, înlocuind ulterior copacii de foioase. Restaurarea coniferelor întunecate are loc în aproximativ 100 de ani. Dar pădurea din 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 astfel de fenomene precum comunitățile biologice, succesiunea, climax, post-climax și climax continuum. 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.
4. Succesiunea ecologică
Existența relativ lungă a unei biocenoze într-un loc (pădure de pin sau molid, mlaștină de câmpie) modifică biotopul (locul în care există biocenoza) astfel încât devine impropriu existenței unor specii, dar potrivit pentru introducerea sau dezvoltarea alții. Ca urmare, în acest biotop se dezvoltă treptat o biocenoză diferită, mai adaptată la noile condiții de mediu. O astfel de înlocuire repetată a unor biocenoze cu altele se numește serie.
serie (din latină succesio - continuitate, moștenire) este o înlocuire treptată, ireversibilă, direcționată a unei biocenoze cu alta pe același teritoriu sub influența factorilor naturali sau a influenței umane.
Termenul „succesiune” a fost folosit pentru prima dată de botanistul francez De Luc în 1806 pentru a se referi la schimbările în vegetație.
Exemple de succesiune sunt supraîncărcarea treptată a nisipului afânat, a zăcămintelor stâncoase, a suprafețelor de adâncime, colonizarea terenurilor agricole abandonate (teren arabil), terenuri de pârghie, poieni etc. de către organisme vegetale și animale. Fostele câmpuri sunt rapid acoperite cu o varietate de plante anuale. plantelor. Aceasta include și semințele speciilor de arbori: pin, molid, mesteacăn, aspen. Ele sunt ușor transportate pe distanțe lungi de vânt și animale. În sol ușor gazonat, semințele încep să germineze. Speciile cu frunze mici iubitoare de lumină (mesteacăn, aspen) se găsesc în cea mai favorabilă poziție.
Un exemplu clasic de succesiune este creșterea excesivă a unui lac sau râu oxbow și transformarea sa mai întâi într-o mlaștină, iar apoi, după o perioadă lungă de timp, într-o biocenoză forestieră. La început, suprafața apei devine puțin adâncă, acoperită cu plută pe toate părțile, iar părțile moarte ale plantelor se scufundă în fund. Treptat, suprafața apei este acoperită cu iarbă. Acest proces va dura câteva decenii, apoi se va forma o turbă înaltă în locul lacului sau a lacului oxbow. Chiar și mai târziu, mlaștina va începe treptat să fie acoperită cu vegetație lemnoasă, cel mai probabil pin. După o anumită perioadă de timp, procesele de formare a turbei pe locul fostului rezervor vor duce la crearea de exces de umiditate și moartea pădurii. În cele din urmă, va apărea o nouă mlaștină, dar diferită de ceea ce a fost înainte.
Odată cu schimbarea vegetației, se modifică și fauna din teritoriul supus succesiunii. Tipic pentru un arc sau un lac sunt nevertebratele acvatice, peștii, păsările de apă, amfibienii și unele mamifere - șobolanii muscați, nurcile. Rezultatul succesiunii este o pădure de pini sphagnum. Acum locuiesc aici alte păsări și mamifere - cocoș de pădure, potârnichi, elan, urs, iepure de câmp.
Orice habitat nou - un mal de râu nisipos expus, lava înghețată a unui vulcan stins, o băltoacă după ploaie - se dovedește imediat a fi o arenă pentru colonizarea de noi specii. Natura vegetației în curs de dezvoltare depinde de proprietățile substratului. Organismele nou așezate își schimbă treptat habitatul, de exemplu, umbrind suprafața sau modificându-i umiditatea. Consecința unor astfel de schimbări de mediu este dezvoltarea unor specii noi, rezistente și deplasarea celor anterioare. De-a lungul timpului, se formează o nouă biocenoză cu o compoziție de specie vizibil diferită de cea originală.
La început, schimbările au loc rapid. Apoi rata de succesiune scade. Răsadurile de mesteacăn formează o creștere densă care umbrește solul și chiar dacă odată cu mesteacănul germinează semințele de molid, răsadurile acestuia, aflându-se în condiții foarte nefavorabile, rămân cu mult în urma celor de mesteacăn. Mesteacănul iubitor de lumină este un concurent serios pentru molid. În plus, caracteristicile biologice specifice mesteacănului îi conferă avantaje în creștere. Mesteacanul este numit „pionierul pădurii”, o specie pionieră, deoarece este aproape întotdeauna primul care se stabilește pe terenuri perturbate și are o gamă largă de adaptabilitate.
Mesteacănii la vârsta de 2 - 3 ani pot atinge o înălțime de 100 - 120 cm, în timp ce brazii de aceeași vârstă abia ating 10 cm. Treptat, până la 8 - 10 ani, mesteacănii formează un suport stabil de mesteacăn până la 10 - 12 ani. m înălțime Sub dezvoltare Molidul începe să crească de-a lungul coronamentului mesteacănului, formând tufături de diferite grade de densitate. Modificări apar și în stratul inferior, iarbă-arbust. Treptat, pe măsură ce coroanele de mesteacăn se închid, speciile iubitoare de lumină, caracteristice etapelor inițiale de succesiune, încep să dispară și să cedeze loc celor tolerante la umbră.
Modificările afectează și componenta animală a biocenozei. În primele etape, se instalează gândacii de mai și moliile de mesteacăn, apoi numeroase păsări - cânțiș, cârtiță, veșnic, mamifere mici - scorpie, cârtiță, arici. Schimbarea condițiilor de iluminare începe să aibă un efect benefic asupra tinerilor pomi de Crăciun, care accelerează creșterea acestora. Dacă în primele etape ale succesiunii creșterea brazilor a fost de 1 - 3 cm pe an, atunci după 10 - 15 ani ajunge deja la 40 - 60 cm.În jur de 50 de ani, molidul ajunge din urmă cu mesteacănul în creștere și o se formează stand mixt de molid-mesteacăn. Animalele includ iepuri de câmp, volei de pădure, șoareci și veverițe. Procesele de succesiune se remarcă și în rândul populației de păsări: oriolele care se hrănesc cu omizi se stabilesc într-o astfel de pădure.
Pădurea mixtă de molid-mesteacăn este înlocuită treptat de molid. Molidul depășește mesteacănul în creștere, creează umbră semnificativă, iar mesteacănul, incapabil să reziste concurenței, cade treptat din arborele.
Se produce astfel succesiunea, în care mai întâi o pădure de mesteacăn și apoi o pădure mixtă de molid-mesteacăn este înlocuită cu o pădure pură de molid. Procesul natural de înlocuire a pădurii de mesteacăn cu pădure de molid durează mai mult de 100 de ani. Acesta este motivul pentru care procesul de succesiune este uneori numit schimbare de un secol .
Dacă dezvoltarea comunităților are loc în habitate (substraturi) nou formate, anterior nelocuite, unde nu a existat vegetație - pe dune de nisip, fluxuri de lavă înghețate, roci expuse ca urmare a eroziunii sau retragerii gheții, atunci o astfel de succesiune se numește primar.
Un exemplu de succesiune primară este procesul de colonizare a dunelor de nisip nou formate unde anterior nu exista vegetație. Aici se stabilesc mai întâi plantele perene care pot tolera condiții uscate, cum ar fi iarba de grâu târâtoare. Se înrădăcinează și se reproduce pe nisipurile mișcătoare, întărind suprafața dunei și îmbogățind nisipul cu materie organică. Condițiile fizice ale mediului în imediata apropiere a ierburilor perene se schimbă. În urma plantelor perene apar anuale. Creșterea și dezvoltarea lor contribuie adesea la îmbogățirea substratului cu material organic, astfel încât să se creeze treptat condiții potrivite pentru creșterea plantelor precum salcia, ursul și cimbrul. Aceste plante preced apariția puieților de pin, care se stabilesc aici și, crescând, după multe generații formează păduri de pin pe dunele de nisip.
Dacă vegetația a existat anterior într-o anumită zonă, dar din anumite motive a fost distrusă, atunci restaurarea ei naturală se numește secundar serie . Astfel de succesiuni pot rezulta, de exemplu, din distrugerea parțială a pădurii prin boli, uragan, erupții vulcanice, cutremur sau incendiu. Restaurarea biocenozei forestiere după asemenea impacturi catastrofale durează mult timp.
Un exemplu de succesiune secundară este formarea unei turbări atunci când un lac devine acoperit. Schimbarea vegetației într-o mlaștină începe cu marginile rezervorului devenind acoperite de plante acvatice. Speciile de plante iubitoare de umezeală (tuf, stuf, rogoz) încep să crească într-un covor continuu lângă maluri. Treptat, la suprafața apei se creează un strat de vegetație mai mult sau mai puțin dens. Resturile de plante moarte se acumulează în fundul rezervorului. Datorită cantității scăzute de oxigen din apele stagnante, plantele se descompun încet și se transformă treptat în turbă. Începe formarea unei biocenoze de mlaștină. Apar mușchi de sphagnum, pe un covor continuu din care cresc merișoare, rozmarin sălbatic și afine. Aici se pot stabili și pinii, formând o creștere rară. În timp, se formează un ecosistem de mlaștină ridicată.
Majoritatea succesiunilor observate în prezent antropogenă , acestea. ele apar ca urmare a impactului uman asupra ecosistemelor naturale. Aceasta este pășunatul animalelor, tăierea pădurilor, apariția incendiilor, arătura pământului, inundarea solurilor, deșertificarea etc.
Serie. Exemple de succesiune a ecosistemelor
serie
Tipuri de succesiuni
Succesiunea secundara
Tipuri de schimbări 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 într-o anumită secvență o biocenoză este înlocuită cu alta, 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 trofice 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 ecologică
Una dintre principalele realizări ale ecologiei a fost descoperirea că se dezvoltă nu numai organismele și speciile, ci și ecosistemele. Comunitățile sunt în continuă schimbare. Unele organisme mor, altele vin să le înlocuiască. Energia și nutrienții curg prin comunitate într-un flux nesfârșit.
Concept și tipuri, 2018.
Secvența schimbărilor în comunități (ecosisteme, biocenoze) de pe același teritoriu numit serie.
Există trei puncte de luat în considerare atunci când definiți succesiunea ecologică.
În primul rând, succesiunea are loc sub influența comunității, adică. componentă biotică a ecosistemului.
În al doilea rând, succesiunea este direcționată într-un anumit mod și poate fi prezisă (anticipată).
Cel de-al treilea aspect este că punctul culminant al succesiunii este apariția unui ecosistem stabilizat în care pe un flux de energie există o biomasă maximă și un număr maxim de interacțiuni interspecifice.
Se numește etapa finală a succesiunii comunitatea menopauzei.
În mod tradițional, procesul de succesiune este ilustrat prin exemplul supra-creșterii unui mic rezervor într-o pădure (Fig. 34). Părțile de deasupra apei ale plantelor vegetației erbacee de coastă mor anual, din cauza căreia suprafața apei curate a iazului scade.
Treptat, în apropierea țărmurilor se formează condiții favorabile dezvoltării unor specii de plante de coastă mai puternice, precum salcia. Prin rădăcină, salcia începe să pompeze apa din iaz, uscând zona existenței sale. Ca urmare, salcia este înlocuită cu specii de arbori cu frunze mici: mesteacăn, alun.
Concept și tipuri, 2018.
Suprafața iazului continuă să scadă, umiditatea solului scade și solul de pădure începe să se formeze. Copacii cu frunze mici sunt înlocuiți cu cei cu frunze late, treptat apar stejari și tei, iar sub coroana lor se dezvoltă diverse arbuști și plante erbacee. Se creează treptat condițiile pentru introducerea arborilor de conifere în comunități. Ca urmare a aportului excesiv de elemente chimice biogene, în principal azot și fosfor, în rezervor împreună cu materia organică, are loc o „înflorire” a apei: algele unicelulare se înmulțesc în cantități uriașe. Există o „îmbătrânire” a ecosistemelor lacustre – eutrofizarea lor.
Algele muritoare, împreună cu foraminiferele, cad „ca ploaie” pe fund, ceea ce duce la scăderea adâncimii iazului. Ca urmare, în locul lacului se formează o pădure, care practic nu diferă cu nimic de cea care înconjura rezervorul cu câteva decenii în urmă. În anumite condiții externe, lacul se transformă într-o turbără, care este un ecosistem stabil de tip climax.
Există un număr foarte mare de clasificări ale succesiunilor.
În funcție de motivele succesiunii, se disting
· exodinamic e (din cuvântul grecesc exo - exterior) succesiuni cauzate de factori externi unui ecosistem dat,
· endodinamic(din cuvântul grecesc endon - în interior) succesiune cauzată de mecanismele interne ale ecosistemului
exodinamic succesiunile pot fi cauzate de schimbările climatice, scăderea nivelului apelor subterane, creșterea nivelului mării etc. Astfel de schimbări pot dura secole și milenii. Ele sunt asociate în principal cu acțiunea mecanismelor de adaptare a ecosistemului la factorii de mediu, care la rândul lor se bazează pe mecanismele de adaptare a organismelor vii din ecosistem.
Endodinamic Succesiunea este condusă de legi speciale, ale căror mecanisme sunt încă în mare parte neclare. Se știe că pe orice substrat, chiar și absolut lipsit de viață, precum dunele de nisip sau lava întărită, mai devreme sau mai târziu înflorește viața. Mai mult decât atât, formele de viață, sau mai exact, tipurile de comunități, se înlocuiesc succesiv între ele într-un spațiu dat, devenind treptat mai complexe și crescând diversitatea speciilor, formând o așa-numită serie succesivă, constând în etape succesive care marchează înlocuirea unei comunități. de altul.
Seria de succesiune se termină în stadiul de maturitate, la care ecosistemul se modifică foarte puțin. Ecosistemele din această etapă sunt numite menopauză(din cuvântul grecesc klimax - scară).
Durata succesiunii de la originea unui ecosistem până la stadiul de climax poate fi de până la sute și chiar mii de ani. O astfel de durată lungă se datorează în principal necesității de a acumula nutrienți în substrat.
Există un alt tip de clasificare a succesiunilor.
Este necesar să distingem succesiuni autotrofe şi heterotrofe. Toate succesiunile autotrofe apar în ecosisteme în care veriga centrală este vegetația (fitocenoza).
Dinamica heterotrofelor este în întregime subordonată dinamicii autotrofelor - schimbarea comunităților de animale depinde de schimbarea comunităților de plante. Succesiunile autotrofe pot dura, teoretic, pentru totdeauna, deoarece sunt alimentate în mod constant de energia Soarelui.
ÎN succesiuni heterotrofe Numai animalele (heterotrofe, consumatori) participă. În acest proces pot fi implicate și plantele moarte, de exemplu, copacii căzuți, cioturile etc., care sunt, de regulă, o sursă de energie pentru succesiunea heterotrofă.
Succesiunea heterotrofa presupune prezenta obligatorie a unui anumit aport de energie acumulat in materia organica. Se termină atunci când resursa energetică este epuizată, adică după descompunerea completă a substratului original. După aceasta, ecosistemul încetează să mai existe. Astfel, conceptul de menopauză nu este definit pentru ea. Spre deosebire de biogeocenoze, astfel de ecosisteme sunt mortale.
Exemple de succesiune heterotrofă sunt modificările comunităților de pe cadavrul unui animal (modificările apar aproximativ în această ordine: bacterii - furnici - gândaci de cărăoare, gândaci de covor, gândaci de păduchi); pe o grămadă de gunoi de grajd (sau excremente); pe fructul lăsat întins pe pământ - un măr, de exemplu.
Postat pe ref.rf
Cea mai lungă succesiune heterotrofă se observă pe trunchiul unui copac mare căzut.
Astfel, în În succesiunea heterotrofă nu există o etapă de climax.
Succesiunea heterotrofică este bine asociată cu societățile dependente de combustibili fosili. Dinamica succesiunii heterotrofe este descrisă printr-o curbă cu o creștere rapidă a numărului de organisme până la atingerea unui anumit maxim, apoi numărul de organisme scade treptat pe măsură ce resursa energetică se epuizează. Nu este posibilă atingerea vreunei stări stabile (climax). O astfel de societate progresează rapid, dar cu toate acestea este inițial condamnată la dispariție.
Deja am „smuls crema” din majoritatea depozitelor. Funcționarea lor ulterioară va necesita investiții energetice din ce în ce mai mari în timp. Prin urmare, eficiența mineritului va scădea constant. Odată cu aceasta, va scădea și viabilitatea unei civilizații construite pe succesiune heterotrofă, cu excepția cazului în care, desigur, schimbări catastrofale apar și mai devreme. De aceea, dedicăm un efort enorm pentru a găsi noi surse de energie. Dar chiar dacă învățăm să controlăm fuziunea termonucleară, aceasta nu ne va schimba natura distructivă.
În funcție de condițiile inițiale, succesiunea se împarte în
- primar(când organismele colonizează zone goale care nu au fost niciodată locuite până acum) și
- secundar(procesul are loc în locuri care erau deja locuite, dar și-au pierdut locuitorii ca urmare, de exemplu, a glaciației sau a activității umane).
Succesiunea primară- procesul de dezvoltare și schimbare a ecosistemelor din zonele anterior nelocuite, începând cu colonizarea acestora.
Un exemplu clasic de succesiune primară este dezvoltarea unei comunități pe lavă sau cenușă răcită în zona de acțiune a unui vulcan, pe roci și pietre. Inițial apar licheni, îmbogățind suprafața cu azot.
Concept și tipuri, 2018.
După ceva timp, mușchii încep să se dezvolte în biotop. După aceasta, iarba crește împreună cu mușchi, apoi copaci cu frunze mici. Nu este greu de observat că în tot acest timp solul se dezvoltă în ecosistem, făcând posibilă creșterea unor organisme din ce în ce mai complexe.
Succesiunea secundara apare acolo unde a existat anterior o biocenoză, dar a fost distrusă ca urmare a unor factori naturali sau antropici.
De exemplu, succesiunea secundară începe în locurile de defrișare, pe terenuri arabile părăsite, în satele părăsite, după dezastre naturale: inundații, tsunami, foraje de pădure, cutremure. Studiul succesiunilor pirogene (care apar ca urmare a incendiilor) are o importanță deosebită, deoarece odată cu dezvoltarea societății umane crește proporția incendiilor provocate de oameni.
Succesiunea secundara se încheie cu o etapă comunitară stabilă în 150–250 ani, și primar durează aproximativ 1000 de ani.
4.2.1 Ecosistemul Climax.
Succesiunea se termină cu o etapă în care toate speciile ecosistemului, în timp ce se reproduc, mențin un număr relativ constant și nu mai are loc nicio modificare în compoziția acestuia. Această stare de echilibru se numește climax, iar ecosistemul se numește climax. În diferite condiții abiotice, se formează diferite ecosisteme climax. Într-un climat cald și umed va fi o pădure tropicală, într-un climat uscat și cald va fi un deșert. Principalii biomi ai pământului sunt ecosistemele climax ale zonelor geografice corespunzătoare.
Pădurea de molid este ultimul stadiu culminant al dezvoltării ecosistemului în condițiile climatice din Nord, adică este deja o biocenoză indigenă (Fig. 33).
Orez. 33. Succesiuni succesive în timpul formării unei păduri de molid.
Inițial, așa-numitele specii pionier, cum ar fi lichenii și algele încrustatoare, se stabilesc pe substratul lipsit de viață). Peste 5-10 ani, acestea îmbogățesc oarecum substratul cu substanțe nutritive, formând începuturile solului. Apoi ierburile se așează pe aceste soluri încă foarte sărace, îmbogățind și mai mult solul. La aproximativ 15 ani de la începutul succesiunii, în spațiul cândva lipsit de viață se instalează primii arbuști, care sunt înlocuiți treptat cu copaci foioase iubitoare de lumină, cel mai adesea mesteacăn și aspen, care se caracterizează printr-o creștere rapidă.
Concept și tipuri, 2018.
Până la vârsta de 50 de ani, cei mai puternici copaci ies în evidență în pădurea tânără de foioase, care umbră lăstarii mai slabi, care mor, făcând posibil ca molidul să se așeze sub coronamentul pădurii de foioase. Molidul este mai tolerant la umbră; sub protecția copacilor de foioase, îi ajunge treptat din urmă în creștere, câștigându-le spațiul de locuit. În jurul vârstei de 70 de ani, ecosistemul ajunge la stadiul de pădure mixtă de molid-foioase. În acel moment, copacii de foioase au timp să îmbătrânească și, treptat, molidul ajunge la primul nivel, umbrind și rărind toată vegetația de foioase. Până la vârsta de 90 de ani, acest ecosistem atinge stadiul de apogeu, care se caracterizează prin absența aproape completă a foioaselor; molidul devine specia edificatoare dominantă, formând în mod deosebit întreaga viață a comunității care locuiește în acest ecosistem.
Legea termodinamicii se numește legea conservării structurii biosferei).
Succesiunea ecologică - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Succesiunea ecologică” 2017-2018.
