Саморазвитие экосистем

Саморазвитие экосистем

Список важных биологических понятий и терминов

Сукцессия

Сукцессии первичные и вторичные, автогенные и аллогенные

Серии и климакс

Эвтрофирование, пожары и их последствия, агроценозы

СУКЦЕССИИ

Закономерное, направленное, необратимое изменение экосистемы называется её сукцессией (от лат. " successio " – преемственность).

Периодические изменения состояния экосистем (суточная, годовая, многолетняя цикличность) не являются сукцессионными, т.к. они обратимы и не направлены. Сукцессия экосистемы может вызываться как внутренними, так и внешними факторами.

Автогенной называется сукцессия, обусловленная внутренними процессами самой экосистемы.

Свойства биотопа определяют условия существования живых организмов, определяя видовой состав и структурно-функциональные характеристики биоценоза. Результаты жизнедеятельности биоценоза, в свою очередь, постепенно преобразуют условия биотопа, всё более увеличивая их отличия от условий среды, окружающей экосистему. Изменение биотопа вызывает очередное изменение биоценоза, и т.д.

1). Биотоп постепенно загрязняется накапливающимися, не минерализуемыми полностью органическими веществами. Способность экосистемы к саморегуляции уменьшается, качество её внутренней среды – постепенно ухудшается. " width="640"

СУКЦЕССИИ

Аллогенной называется сукцессия, вызванная внешними воздействиями на экосистему (обусловленными природными явлениями или деятельностью человека).

В стабильной экосистеме процессы производства «реальной» продукции (P) и деструкции органических веществ (R) идут с постоянными скоростями и хорошо сбалансированы (P  R), поэтому воздействие биоценоза на свой биотоп сведено к минимуму.

Автогенная сукцессия экосистем обычно характеризуется преобладанием процессов деструкции органического вещества над продукционными процессами (P/R

Аллогенная сукцессия , как правило, сопровождается обратными процессами (P/R1). Биотоп постепенно загрязняется накапливающимися, не минерализуемыми полностью органическими веществами. Способность экосистемы к саморегуляции уменьшается, качество её внутренней среды – постепенно ухудшается.

СУКЦЕССИИ

Если экосистема возникает на исходно безжизненном участке территории, то процесс ее формирования называется первичной сукцессией .

Примерами первичных сукцессий могут служить пожарища, застывшие вулканические лавы, только что образовавшиеся острова и прочие последствия катастроф. Таким образом, первичные сукцессии встречаются в природе не так уж часто.

Гораздо более распространены ситуации, когда одно сообщество постепенно замещается другим. Такая сукцессия называет вторичной . Она может быть как автогенной, так и аллогенной.

Аллогенные сукцессии часто происходят на фоне продолжающихся автогенных, что дополнительно осложняет картину изменения такой экосистемы.

Если внешнее воздействие на экосистему вызвавшее сукцессию, связано с деятельностью человека, то такая аллогенная сукцессия называется антропогенной .

СУКЦЕССИИ

Сукцессия часто происходят поэтапно, через последовательность сменяющих друг друга стадий - недолговременных экосистем. Такая последовательность этих стадий называется «серией».

В стадии климакса скорости образования продукции и деструкции равны (P  R). Или же существуют стабильные каналы, по которым вся избыточная или, наоборот, недостающая продукция уходит из экосистемы (или, наоборот, поступает в неё), и указанное равновесие соблюдается.

Исходно считалось, что для экосистемы возможно только одно климаксное состояние. В настоящее время многие экологи считают, что вариантов климаксного состояния у одной и той же экосистемы может быть множество .

Климаксное состояние не исключает динамики экосистемы (суточные, сезонные и прочие обратимые изменения). Мы знаем, что сукцессия отличается от любых других изменений экосистемы необратимостью .

В итоге автогенной сукцессии формируется сравнительно стабильная, заключительная стадия, которая характеризуется состоянием равновесия (так называемым « климаксом »).

ЭВТРОФИРОВАНИЕ

Классическим примером аллогенной сукцессии является эвтрофирование озера: перепроизводство в нём или избыточное поступление в него извне органического вещества, опережающее деструкцию последнего.

Избыточное органическое вещество может поступать с водосборной территории. Возможно также избыточное поступление с водосборной территории минеральных веществ, увеличивающих первичную продукцию (то есть продукцию водорослей, синезеленых бактерий и высших водных растений) в самом озере.

Консументы уже не успевают потребить и переработать такое количество первичной продукции, в результате чего всё большая её часть достается непосредственно редуцентам.

Это сопровождается активным потреблением редуцентами кислорода, ведущим к его дефициту в озере (зимние «заморы», сопровождаемые гибелью рыб). Но и редуценты также не успевают минерализовать всё это органическое вещество. Остатки его оседают на дно, образуя растущий слой ила. В итоге озеро ускоренно мелеет и превращается в болото.

ЭВТРОФИРОВАНИЕ

фото с сайта:

www.sus.univ.szczecin.pl

фото с сайта:

www.ies.wisc.edu

то

Эвтрофирование постепенно превращает озеро в болото

ПОЖАРЫ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ

Примером вторичной сукцессии может служить восстановление ельника после пожара.

На выгоревшей территории растительности не остаётся, однако сохраняются почва и семена.

Уже на следующий год образуется травяное сообщество.

Затем во влажном климате однолетние растения сменяются малиной и, затем – осиной. В сухом климате однолетники чаще сменяются шиповником, а шиповник уступает место берёзе.

Под покровом осинового или берёзового леса развиваются растения ели.

Со временем ель вытесняет лиственные породы.

Восстановление климаксного темнохвойного леса после пожара занимает около сотни лет.

ПОЖАРЫ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ

Площадь гарей в процентах от общей площади лесных земель Российской Федерации (по материалам сайта: www.sci.aha.ru).

АГРОЦЕНОЗЫ

Агроценозы – искусственные биогеоценозы, появившиеся в результате хозяйственной деятельности человека. Это – посевы сельскохозяйственных растений, пастбища, сады, парки. Условием их существования является не только солнечный свет, но и обработка почв, посев соответствующих сортов растений, внесение минеральных и органических удобрений, мелиорация, регулярный и разнообразный уход со стороны человека.

В агробиоценозе, как и в большинстве природных экосистем, имеются продуценты, консументы и редуценты. Однако биоразнообразие агроценозов существенно ниже, чем в естественных природных экосистемах. Соответственно, и способность к саморегуляции у таких искусственных экосистем весьма невелика.

Существенным отличием агроценозов является то, что в агроценозах ослаблено действие естественного отбора.

Круговорот веществ в искусственных биогеоценозах неполный, открытый. Урожай, большая часть произведенного органического вещества забирается человеком. Поэтому для восстановления плодородия почвы и необходимо вносить удобрения.

Итак, человеку приходится самому регулировать существование агроценоза.

АГРОЦЕНОЗЫ

Площади сельскохозяйственных угодий (тысяч гектар) на территории субъектов Российской Федерации (по материалам: www.sci.aha.ru ).

Что такое сукцессии и какими они бывают?

Сукцессией называется закономерное , направленное , необратимое изменение экосистемы.

Периодические изменения состояния экосистем (суточная, годовая, многолетняя цикличность) не являются сукцессионными, т.к. они обратимы и не направлены.

Если экосистема возникает на исходно безжизненном участке территории, то процесс ее формирования называется первичной сукцессией .

Если одно сообщество постепенно замещается другим, то такая сукцессия называет вторичной . Она может быть как автогенной, так и аллогенной.

Автогенной называется сукцессия, обусловленная внутренними процессами самой экосистемы.

Аллогенной называется сукцессия, вызванная внешними воздействиями на экосистему (обусловленными природными явлениями или деятельностью человека – в последнем случае это антропогенная сукцессия).