Сукцессии. Учение о сукцессии Фредерика Клементса. Закон Г.Ф. Гаузе.

Саморазвитие экосистем – сукцессии

Лес – это дом для зверей и птиц

Переоценить значимость лесов невозможно. Бездумная вырубка лесов наносит непоправимый вред Экосистемам. Уменьшается обогащение атмосферы кислородом, круговорот и качество воды.

Биоценоз пруда

Биоценоз дубравы

Основные группы организмов в сообществе

Компоненты экосистемы

Что такое сукцессия?

Сукцессия – последовательная смена одних сообществ другими на определённой территории в результате действия природных факторов или воздействия человека.

Учение о сукцессии разработал

американский ботаник, эколог

Фредерик Клементс в 1916 г.

Фредерик Клементс

1874-1945г

В природе существуют как стабильные, так и нестабильные экосистемы

• Стабильные – длительно существую щие устойчивые экосистемы (дубрава, ковыльная степь, ельники тёмнохвой ной тайги)
• Нестабильные – пустоши, сырые луга, мелкие водоёмы

Что произойдёт с пахотным полем, если его прекратить возделывать?

Что произойдёт с сообществом после пожара?

Что произойдёт с сообществом при постепенном зарастании озера?

Сукцессия – это закономерный и направленный процесс.

Поле → лес

Загрязнение реки органическими удобрениями

Чем может быть вызвана смена сообщества?

Естественный путь

Изменение

климата

Суточные изменения

Изменение

рельефа

Почвообразование

Сезонные изменения

Изменение

гидрологического

режима

Эволюционные изменения

Природные

катаклизмы

Деятельность

самих организмов

Классификация сукцессий

• Первичные - начинаются на лишённом жизни месте.
• Вторичные – развиваются на месте существовавшего ранее сообщества.

Первичная сукцессия

Стадии заселения новых пространств при первичной сукцессии ( скорость невелика , длительна по времени 200-300 лет и более)

• Выветривание горных пород

↓

• Разрушение горных пород лишайниками, накопление органических и минеральных веществ

↓

• Появление травянистых растений

↓

• Появление кустарников

↓

• Формирование комплекса видов, характерных для данного типа экосистем

↓

• Появление в экосистеме устойчивости и саморегуляции

Вторичная сукцессия – развивается на месте ранее существовавшего сообщества

1. Нарушения экосистемы происходят после:

• Лесного пожара
• Рубки леса
• Вспашки целины
• Раскорчевки площадей, занятых лесом
• Устройства пруда и т.д.

2. Скорость восстановления сообщества выше, чем при первичной сукцессии, т. к первичное сообщество оставляет после себя достаточное количество питательных веществ, хорошую почву.

3. Продолжительность по времени меньше (150-200 лет), чем при первичной сукцессии.

Вторичная сукцессия

Вторичная сукцессия (антропогенное воздействие)

Стадии развития вторичной (восстановительной) сукцессии

• Изменение территории

↓

• Внесение новых видов животных и растений

↓

• Адаптация организмов

↓

• Формирование нового сообщества

Зрелое сообщество и молодое сообщество

Сравнительная характеристика зрелых и молодых сукцессионых стадий

Зрелое сообщество (лес)

Молодое сообщество (пахотные земли)

• Достигнуто состояние равновесия, стабильность
• Высокая насыщенность организмами
• Разнообразная трофическая структура
• Уравновешенность между энергией, получаемой извне и используемой для поддержания жизни
• Противостоит изменениям физических факторов и некоторым видам химических загрязнений
• Энергия, доступная организмам, тратится на поддержание жизни

• Не достигнуто состояние равновесия
• Небольшая насыщенность организмами
• Менее разнообразна трофическая структура
• Более уязвимы по отношению к внешним факторам
• Способно продуцировать новую биомассу в гораздо больших количествах
• Человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая на ранних стадиях сукцессии сообщество

Загрязнение водоемов Вытаптывание лесов Усиленный выпас скота

Например, дубравы могут возникнуть и на месте бывшего водоёма, и на месте голых песков, и на заброшенной пашне

Это - типичные сорняки: одуванчик, осот, мать-и-мачеха и другие. Их преимущество в том, что они быстро разрастаются и производят семена, приспособленные к распространению на далекие расстояния с помощью ветра или животных. Однако уже через два-три года их вытесняют конкуренты - многолетние травы, а затем - кустарники и деревья, прежде всего осина. Эти породы затеняют землю, а их обширные корневые системы забирают из почвы всю влагу, так что проросткам видов, первыми попавших на поле, становится трудно расти. Однако сукцессия на этом не останавливается; за осиной появляется сосна; а последними - медленно растущие теневыносливые породы, например ель или дуб.

Что узнали о сукцессиях?

1. Стабильные, нестабильные (зрелые, незрелые)

2. Первичные, вторичные

3. Причины неустойчивости

4. Этапы сукцессии

5. Саморазвитие экосистем

6. Закономерности в развитии

Как влияет человек на сукцесии?

Положительно

Отрицательно

Закон Гаузе ( принцип конкурентного исключения) : два вида с близкими экологическими требованиями длительное время не могут занимать одну экологическую нишу и, как правило, входить в одну экосистему.

Впервые этот закон был описан и подтвержден экспериментально русским ученым Георгием Францевичем Гаузе (1934 г)

Это - типичные сорняки: одуванчик, осот, мать-и-мачеха и другие. Их преимущество в том, что они быстро разрастаются и производят семена, приспособленные к распространению на далекие расстояния с помощью ветра или животных. Однако уже через два-три года их вытесняют конкуренты - многолетние травы, а затем - кустарники и деревья, прежде всего осина. Эти породы затеняют землю, а их обширные корневые системы забирают из почвы всю влагу, так что проросткам видов, первыми попавших на поле, становится трудно расти. Однако сукцессия на этом не останавливается; за осиной появляется сосна; а последними - медленно растущие теневыносливые породы, например ель или дуб.

Опыты

Какие изменения произошли в сенном настое?

1. Бесцветные жгутиковые (эвглены зелёные) 2. Инфузории- кольподы 3. Инфузории – туфельки 4. Сувойки и ползающие инфузории 5. Многоклеточные коловратки, мелкие рачки и другие виды

Почему количество организмов уменьшилось в конце опыта Гаузе?

Произошло истощение сенного настоя

(питания не хватило )

Что установил американский ботаник Фридерик Клементс?

Это - типичные сорняки: одуванчик, осот, мать-и-мачеха и другие. Их преимущество в том, что они быстро разрастаются и производят семена, приспособленные к распространению на далекие расстояния с помощью ветра или животных. Однако уже через два-три года их вытесняют конкуренты - многолетние травы, а затем - кустарники и деревья, прежде всего осина. Эти породы затеняют землю, а их обширные корневые системы забирают из почвы всю влагу, так что проросткам видов, первыми попавших на поле, становится трудно расти. Однако сукцессия на этом не останавливается; за осиной появляется сосна; а последними - медленно растущие теневыносливые породы, например ель или дуб.

Разработал теорию сукцессий

1. Вначале неустойчивые сообщества

отличаются по составу видов.

2. Потом число общих видов возрастает.

3. Формируется один и тот же тип биоценоза

(дубравы)

Водоём - ? -? -? - дубрава

Пески - ? -? -? - ? - дубрава

Заброшенная пашня - ? - ? - ? - ? - дубрава

Это - типичные сорняки: одуванчик, осот, мать-и-мачеха и другие. Их преимущество в том, что они быстро разрастаются и производят семена, приспособленные к распространению на далекие расстояния с помощью ветра или животных. Однако уже через два-три года их вытесняют конкуренты - многолетние травы, а затем - кустарники и деревья, прежде всего осина. Эти породы затеняют землю, а их обширные корневые системы забирают из почвы всю влагу, так что проросткам видов, первыми попавших на поле, становится трудно расти. Однако сукцессия на этом не останавливается; за осиной появляется сосна; а последними - медленно растущие теневыносливые породы, например ель или дуб.