Динамика экосистем

В живой природе не бывает застывших, статичных процессов. Естественно, что в экосистемах постоянно происходят те или иные изменения. Они снова и снова возвращают экосистему в равновесное состояние. Главной особенностью экологического равновесия является его подвижность – динамичность. По своей сути эти изменения экосистемы можно отнести к двум основным типам:

а) обратимым циклическим (периодическим) и б) необратимым поступательным.

а) Цикличные процессы связаны с периодичностью внешних условий. Суточные ритмы смены температуры, влажности, освещённости обуславливают и соответствующую смену активности различных организмов, населяющих экосистему. Сезонные изменения в экосистемах происходят в течение года от весны до весны и затрагивают уже количественные показатели, характеризующие состояние биоценоза. Особенно ярко это проявляется в климатических зонах с контрастными условиями зимы и лета. Соотношение различных видов организмов в разное время года может значительно изменяться в зависимости от циклов размножения, сезонных кочёвок и миграций. Кроме того, ряд видов может полностью выпадать из жизни сообщества, впадая в оцепенение или спячку. У растений в зависимости от сезонов года, некоторые ярусы могут полностью отсутствовать (травы однолетние зимой). Многолетняя периодическая изменчивость зависит в первую очередь от изменения по годам климатических показателей.

б) Кроме отмеченных циклических изменений в экосистемах могут происходить направленные поступательные процессы, приводящие к невосстанавливаемым изменениям, необратимым последствиям. В результате этого может появиться биоценоз, качественно отличающийся от прежнего. Иногда в природе смена биоценозов происходит внезапно, в результате резких и даже катастрофических событий в среде (пожар, разлив большого количества нефти, вырубка леса, затопление или снижение уровня грунтовых вод, проход колёс техники в тундре). Это может происходить или под влиянием естественных сил, или в результате деятельности человека. При этом фактор, вызывающий смену, никак не связан с предшествующим ходом развития экосистемы и задаёт иное направление её развитию, что может привести к нарушению биоценотических связей, экологического равновесия и даже к гибели биоценоза. Но с прекращением действия фактора на этой территории может начаться новая линия развития живого покрова, которая со временем шаг за шагом приведёт к появлению здесь нового сообщества, возможно сходного с коренным, разрушенным.

Но чаще в естественной природе смена одного биоценоза другим происходит постепенно, как бы ступенчато, последовательно, параллельно с изменениями условий среды – при нарастании (или убывании) влажности или богатства почвы, при изменении климата и т.д. В этом случае изменяется состав живых организмов, тип круговорота веществ и уровень продуктивности экосистемы. Постепенно роль одних видов убывает, а других – увеличивается, разные виды выпадают из состава экосистемы или, наоборот, пополняют его.

Такое явление последовательной постепенной замены одного биогеоценоза другим получило название сукцессии(преемственность). Такие изменения сообщества ведут, как правило, от менее устойчивого состояния к более устойчивому,т.е. любой биогеоценоз стремится в своём естественном развитии к равновесию. Например, после лесного пожара горельник, в течение многих лет, заселяется сначала травами, потом кустарником, затем лиственными деревьями и в конечном итоге хвойным лесом.

В зависимости от причин, вызывающих смену экосистем, выделяют эндогенные и экзогенные типы сукцессии.

Эндогенные происходят под влиянием причин, скрытых внутри самой экосистемы; экзогенные по независящим от экосистемы внешним причинам. Правда, такое разделение условно.

По длительности сукцессии подразделяются на кратковременные (частные), вековые(общие) и филоценогенетические (эволюция фитоценозов). Все перечисленные типы смен очень тесно сплетаются друг с другом и накладываются один на другой. В группу кратковременных, или частных, смен объединяют эндодинамические и экзодинамические. Им противопоставляются вековые или общие смены, которые протекают значительно медленнее и охватывают территорию, занимаемую не одним или немногими связанными друг с другом фитоценозами, а обширные территории.

Между кратковременными и вековыми сменами существуют переходы, хотя в общей форме можно сказать, что в результате кратковременных смен вырабатываются растительные ассоциации и формации в пределах географических зон, а в результате вековых смен растительность одной зоны сменяется растительностью другой.

ПРИМЕРЫ кратковременных смен: смены сосняков из сосны могильной – сухими дубняками, хвойно-широколиственных лесов – смешанными широколиственными лесами, белоберезняками, осинниками, чозенников – лиственничниками; вековых смен: изменения растительного покрова на севере европейской части СССР после отступления ледника и на юге Дальнего Востока – после отступления-наступления моря.

загрузка...

Последовательные «ступеньки» в ходе сукцессии называются стадиями. Каждая стадия представляет собой определённое сообщество с преобладанием тех или иных видов организмов и жизненных форм. Состояние окончательного равновесия экосистемы называется климаксом(климакс - лестница, «зрелая ступень», гр.). Зрелые стадии сукцессии являются более стойкими по сравнению с ранними. Но устойчивость климакса не абсолютна. По аналогии с организмом этот период развития сообщества можно назвать старением. Катастрофы и болезни могут либо ускорить старение сообщества, либо привести к его смене более молодым и совсем иным сообществом.

Сукцессия, которая начинается на участке, прежде не занятом, т.е. протекает на безжизненной местности, называется первичной (зарастание голых скал (поселения лишайников на камнях, которые впоследствии заменят мхи, травы и кустарники), песчаные территории, застывшая лава). Термин вторичная сукцессия относится к сообществам, которые развиваются на месте уже ранее существовавшего сообщества (зарастание леса после пожара (территория, на которой он ранее располагался, сохранила почву и семена, сообщество трав образуется уже буквально в следующем году, затем появляются лиственные деревья) после устройства пруда или водохранилища). Следует отметить, что смена сообществ может протекать с разной скоростью. Для первичных сукцессий могут потребоваться сотни или тысячи лет, а вторичные протекают быстрее.

Если сукцессия начинается с появления и длительного преобладания автотрофных организмов, то такая сукцессия называется автотрофной. В основном это бывают первичные сукцессии, аесли сукцессия начинается с перенасыщения органическим веществом и развития потребляющих его гетеротрофов, то это будет гетеротрофная сукцессия (при загрязнении реки и развитии в ней редуцентов). В ходе такой сукцессии происходит постепенное убывание органического вещества, если, конечно, его не привносят дополнительно каждый раз, энергетические запасы снижаются. Поток энергии, проходящий через сообщество, падает, и после того как исчерпан излишек органического вещества, она завершается. В противоположность этому при автотрофной сукцессии поток энергии может даже возрастать, поскольку идёт развитие продуцентов.

Итак, чем же характеризуются в конечном итоге естественные сукцессионные изменения:

1. Виды растений и животных непрерывно сменяются.

2. Видовое разнообразие организмов повышается.

3. Биомасса органического вещества и живого и мёртвого увеличивается.

4. Чистая продукция сообщества уменьшается, а его «общее дыхание» повышается – что и обеспечивает экосистеме состояние равновесия.




Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Вы можете использовать HTML- теги и атрибуты:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

+ 13 = 15