К сожалению, современное человечество не осознает масштабов проблем, которые могут возникнуть из-за дисбаланса в экосистеме. Экономическая выгода от использования природных ресурсов не всегда оправдана.
Что такое сукцессия и каковы ее виды, примеры первичной и вторичной сукцессий
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. На первый взгляд может показаться, что природный ландшафт в данной климатической зоне — явление стабильное и неизменное.
Такие природные сообщества, как сибирская тайга, тундра или пустыня Сахара, существуют веками и не меняются на что-то другое.
Тем не менее, часто можно наблюдать, как болото сменяется озером, луг — болотом, лес — лугом, а в пустыне возникает оазис.
Яркий пример — судьба Аральского моря (или, скорее, озера). Некогда одно из пяти крупнейших озер в мире, оно настолько уменьшилось за одно поколение, что его береговая линия сократилась почти на 100 километров, а обнажившаяся земля превратилась в безжизненную зону.
Сукцессия — это .
Почему и как произошла эта экологическая катастрофа — другой вопрос. Однако следует отметить, что замена одного биогеографического сообщества другим в одном и том же ландшафте — явление не редкое.
Эти изменения вызваны как стихийными бедствиями (лесные пожары, засухи), так и хозяйственной деятельностью (точнее, бесхозяйственностью).
Они состоят из нескольких этапов разной продолжительности. Этот процесс в науке называется сукцессией (лат. succesio — последовательность, непрерывность).
Термин появился в экологической литературе во втором десятилетии 20 века по инициативе американского ботаника Ф. Клементса и обозначает последовательность природных сообществ, образующих так называемый сукцессионный порядок.
В этой последовательности предыдущий этап создает условия для развития следующего этапа, что в большинстве случаев приводит к стабильному биотическому сообществу с постоянным количеством видов и сбалансированным метаболизмом.
Такой биоценоз (биологическое сообщество) называется климаксным биоценозом. Он может существовать столько, сколько захочет, без внешних воздействий, наносящих ущерб его физической структуре или экосистеме в целом.
Классификация (виды сукцессий)
Преемственность классифицируется по следующим признакам:
- по скорости протекания (медленные, быстрые);
- по обратимости (обратимые и необратимые);
- по стабильности (постоянные и непостоянные);
- по характеру изменения видового разнообразия и продуктивности (прогрессивные и регрессивные);
- по происхождению (природные и антропогенные).
Преемственность также можно сгруппировать по типу задействованных процессов. В этом случае исследователи выделяют две различные группы: эндогенные и экзогенные.
- Первая включает в себя изменения, вызванные деятельностью членов сообщества. Инициирует процесс обычно дисбаланс в ходе метаболизма. То есть, изменения происходят под воздействием внутренних факторов.
- При экзогенной сукцессии смена биоценоза провоцируется явлениями, происходящими в окружающей среде.
Исходя из этого, экологическая сукцессия может быть представлена как естественный процесс, характеризующийся последовательной заменой одного биологического сообщества другим в течение определенного периода времени. Она подразделяется на первичную и вторичную.
Сукцессия
Сукцессия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная, необратимая и естественная замена одного биологического сообщества (растительного сообщества, микробного сообщества и т.д.) другим на данном участке окружающей среды с течением времени.
Теория сукцессий была первоначально разработана геоботаниками, но затем получила широкое распространение среди других экологов. Одним из первых теорию преемственности разработал Ф. Клементс, ее развил В.Н. Сукачев, а затем С.М. Разумовский. М. Разумовский.
Этот термин был введен Ф. Клементсом и обозначает последовательные сообщества, образующие последовательный ряд, в котором каждая предыдущая стадия (сообщество в ряду) формирует условия для развития следующей. Если новых сукцессий не происходит, серия заканчивается относительно стабильным сообществом, которое имеет сбалансированный обмен при данных факторах окружающей среды. Такое сообщество Ф. Клементс называет кульминацией. Единственным признаком кульминации в смысле Клементса-Разумовского является отсутствие внутренней причины для изменений. Продолжительность существования общины отнюдь не является показателем.
Хотя термины, введенные Клементсом, широко используются, существуют две принципиально разные парадигмы, в рамках которых значение этих терминов различается: Континуитет и структурализм. Сторонники структурализма развивают теорию Клементса дальше, а сторонники континуализма отвергают реальность сообществ и сукцессий в принципе и рассматривают их как стохастические явления и процессы (многомасштабность, пик непрерывности). Экосистемные процессы упрощаются до взаимодействия между случайно встречающимися видами и абиотической средой. Парадигма континуума была впервые сформулирована советским геоботаником Л.Г. Раменским 1 (1884-1953) и независимо от него американским геоботаником Г. Глисоном 2 (1882-1975).
В естественных микробных сообществах (например, в почве) сукцессия обычно вызывается привнесением органического материала в той или иной форме. Поскольку различные микроорганизмы приспособлены либо к деградации сложных полимеров, либо к поглощению мономеров в высоких концентрациях, либо к жизни в условиях голода, структура сообщества меняется при деградации и использовании органических компонентов.
Например, в лесной подстилке можно одновременно изучать несколько сукцессионных стадий, поскольку они чередуются с движением сверху вниз.
Кроме того, изменения температуры, влажности, газы или определенные вещества и т.д. могут вызвать отслоение. Процесс формирования почвы сопровождается непрерывной сменой как растительных, так и микробных сообществ.
См. также
- Изменчивость биоценоза
- Экологические стратегии
- Терраформация
- ↑ Раменский Л. Г. Основные закономерности растительного покрова и методы их изучения // Вестник опытного дела Средне-Чернозёмной области. Январь-февраль. Воронеж: Областная редакция издательского комитета Народного комиссариата земледелия, 1924. С. 37-73
- ↑ Gleason Henry A. The individualistic Concept of the Plant Association // Bulletin of the Torrey Botanical Club. 1926. 53: 7-26
- ↑ Миркин Б. М., Наумова Л. Г., Соломещ А. И. Современная наука о растительности. — М.: Логос, 2002.
- ↑ Разумовский С. М. Закономерности динамики биоценозов. М.: Наука, 1981.
- ↑ Разумовский С. М. Избранные труды: Сборник научных статей. М.: КМК Scientific Press, 1999.
- ↑ Тыртиков А. П. Лес на северном пределе в Азии. М.,1996. 144 с. ISBN 5-87317-006-1
- ↑ Тыртиков А. П. Динамика растительного покрова и развитие мерзлотных форм рельефа. М.,1979.
- ↑ Одум Ю. Экология: В 2х т. — Пер. с англ. — М. Мир, 1986. Т.1. — 328 с. Т.2. — 376 с.
- ↑ Беликович А. В., Галанин А. В. Забайкальский харганат как тип растительности // Комаровские чтения. Владивосток: Дальнаука, 2005. Вып. 39: 162—185.
| Экосистема | |
|---|---|
| Экосистемы | Наземные экосистемы — Морские экосистемы — Пресноводные экосистемы — Типы экосистем — Биогеосоциум — Биота — Биосфера — Естественный почвенный комплекс — Искусственные экосистемы |
| Функциональные элементы | Производители (автотрофы) — Составные части — Деграданты |
| Структурные элементы | Зоозона — Фитозона — Биоценоз — Синузия — Ценовик — Конструктор — Консорциум |
| Абиотические компоненты | Питательные вещества — Микроклимат — Природные факторы — Среда обитания (биотоп, станция) — Экотоп — Масштаб |
| Функция | Сукцессия — преемственность — деградация экосистемы — развитие экосистемы |
| Загрязнение экосистем | Загрязнение пресной воды — Загрязнение морской среды — Загрязнение воздуха — Загрязнение почвы |
Фонд Викимедиа. 2010 .
Виды сукцессии
Эксперты определили несколько подходов к классификации наследственности. Например, их можно разделить на различные типы в зависимости от степени постоянства изменений (постоянные и непостоянные), типа изменений (гетеротрофные и автотрофные) и происхождения (первичные и вторичные).
Последовательность классифицируется в соответствии с основными причинами. Различают автогенную и аллогенную сукцессию.
Автогенные изменения в экосистеме вызваны процессами, происходящими внутри сообщества. Аллогенные изменения вызываются внешними факторами.
Эти 2 типа преемственности в свою очередь подразделяются еще на 2 подтипа. Аллогенные трансформации включают гологенез (изменения в экосистеме вследствие антропогенного или природного воздействия на ландшафт) и сомитогенез (изменения вследствие воздействия человека на природные ресурсы).
Кроме того, сукцессия может быть обратимой и необратимой, прогрессивной и регрессивной, естественной и антропогенной, быстрой и медленной.
Первичная сукцессия
Первичная сукцессия — это растительность на территории, где раньше не было растительности. Предпосылкой для возникновения нового сообщества на этой территории является гибель частей первых растений и процессы разложения. Со временем формируется почвенный профиль, изменяется гидрологический режим территории, что приводит к изменению климата. Этот процесс первого становления растительности называется синтетической сукцессией.
Первичная сукцессия происходит одновременно с трансформацией почвы. Механизм, запускающий трансформацию, заключается в проникновении семян растения в безжизненную почву и гибели слабых побегов.
Первичный почвенный субстрат может различаться по содержанию влаги. В зависимости от содержания влаги в почве можно выделить первичные сукцессии:
Литоксерозерия — это инкубация нового сообщества в каменистых и скалистых местах.
Песчаная сукцессия — это процесс сукцессии, происходящий на песчаных участках.
Геоксероз — это формирование нового сообщества в глинистых почвах.
Мезоконденсация — это возникновение новой жизни в почвах с умеренной влажностью. В результате трансформации жизни в них, содержание влаги в почве остается почти неизменным. Этот тип первичной сукцессии подразделяется на элювиальный, пролювиальный и аллювиальный.
Гидросеквестрация — это формирование нового биотического сообщества на сильно увлажненной территории. В результате процессов сукцессии влажность почвы снижается. Этот тип первичной сукцессии подразделяется на мангровую, аллювиальную, эвтрофную, мезотрофную и олиготрофную. Скорость первичных сукцессионных процессов очень низкая. Это объясняется тем, что «первопроходцам» приходится прилагать много усилий для проникновения в твердые слои почвы. Процессы первичной сукцессии проходят в несколько фаз.
Последовательную смену появления новых форм жизни можно понять на примере лесной зоны. Лишайники сначала появляются на безжизненной почве. Затем появляются мхи, затем разнообразные однолетние травянистые растения, которые сменяются злаками и многолетниками. На смену травянистым сортам приходят низкорослые кустарники, а затем и деревья первого поколения. Со временем деревья первого поколения заменяются деревьями второго поколения.
Примеры первичной сукцессии
Примерами первичных сукцессий являются. После извержения вулкана на его поверхности больше нет жизни. Однако это не означает, что он никогда там не появится. Микроорганизмы, способные быстро размножаться, вскоре колонизируют кратер и дадут начало новому сообществу жизни.
На безжизненном склоне горы после схода лавины зарождается новая жизнь. Когда сходит лавина, она уносит обломки горных пород и обнажает лежащие ниже слои. Ветер выносит семена простых растений на поверхность склона — через некоторое время склон покроется сначала мхом, а затем однолетними растениями.
Первые микроорганизмы поселяются в недавно образовавшейся дюне. Вновь образованная дюна лишь на короткое время будет необитаема живыми организмами, для которых условия пустыни являются оптимальными. Вскоре в нем поселятся простейшие, а позже его будут использовать мелкие животные в качестве ночного укрытия и защиты от хищников.
Расселение живых организмов на океанических островах. Известно, что уровень воды в океане колеблется. Когда уровень воды падает, образуются новые участки суши, на которых не могут жить организмы, обитавшие там, когда новообразованный остров был скрыт от воды. Но для сообществ амфибий условия жизни на необитаемом острове весьма привлекательны: здесь вскоре образуется новое сообщество.
Не все микроорганизмы способны выжить в безжизненной почве. Таких пионеров называют пионерами преемственности. Типичными представителями являются мхи и лишайники.
Разбор этапов сукцессии на примере последствий лесного пожара
Вторичная сукцессия происходит на территории после нарушения биосообщества вследствие природных или антропогенных факторов. Часто такой причиной являются лесные пожары. Они оказывают крайне разрушительное воздействие на экосистему, поэтому сообщества постепенно начали адаптироваться к их последствиям.
Лесные пожары делятся на два типа, которые мы более подробно объясним на схеме.
Большинство пожаров вызвано деятельностью человека и лишь в редких случаях — природными факторами, такими как молния.
Последствия лесного пожара разрушительны — в радиусе нескольких километров уничтожается все лесное сообщество. При горении в атмосферу выбрасывается углекислый газ и потребляется кислород.
Огонь
Экологическим последствием лесного пожара также является потеря поверхностного слоя почвы и подстилки. Так, лесной пожар может оставить пепел на месте развитой системы.
Пепел
Рассмотрим основные этапы вторичной сукцессии в горелой тайге.
На начальной стадии сукцессии появляются самые нетребовательные организмы, такие как бактерии, лишайники, а затем и мхи. Укоренившиеся виды адаптируются и изменяют среду обитания, формируя плодородный слой почвы. За ними следуют сорняки, семена которых разносятся ветром или животными. В вересковых зарослях часто образуется тростниковый пояс, в котором преобладает тростниковая канареечная трава, а растениями-компаньонами являются ива, одуванчик и пустырник. Встречаются различные виды насекомых, грызунов и наземных обитателей. Однако не все из них приживаются; многие погибают или мигрируют в другие места обитания.
Камышовый источник
На втором этапе сукцессии появляются различные виды кустарников, характерные для лесов. Например, малина, дикая роза, кишмиш и другие. Конкурентные отношения усиливаются, и виды начинают приспосабливать окружающую среду к своим нуждам.
На третьей стадии из семян прорастают молодые побеги березы или тополя. А первых поселенцев вытесняют многолетние травы, которые могут расти в тени деревьев. Однако процесс конкуренции продолжается до тех пор, пока не будет сформировано прежнее сообщество.
Березовый лес
Через 100 лет появился смешанный лес с характерным видовым составом. Здесь появляются сосны, которые затеняют другие виды и полностью вытесняют их. Под пологом старые лиственные деревья погибают, а молодые деревья лишаются света для процветания. Таким образом, смешанный лес постепенно уступает место сосновому лесу. Появляются характерные растения хвойного леса.
Пример первичной сукцессии после катаклизмов
Рассмотрим развитие первичной сукцессии после извержения вулкана:
- На остывшей вулканической массе развиваются лишайники.
- Постепенно появляются листостебельные лишайники и мхи.
- Через несколько лет на подушках мхов появляются злаковые растения, формируется устойчивое растительное сообщество.
- На отдельных участках начинают развиваться кустарнички, затем, кустарники.
- Последняя стадия формирования первичной сукцессии – появление древесных растений.
Пример вторичной сукцессии в цветочном горшке
Изменения начинаются после катаклизма, уничтожившего первую общину. Предположим, цветочный горшок находится под прямыми солнечными лучами на открытом воздухе без постоянного полива. Вот что происходит:
- Гибель первоначального сообщества (комнатного растения).
- Так как изначально почва плодородная, в горшке начинают развиваться сорные виды растений – крапива, осот.
- Осенью в горшок могут попасть семена других травянистых растений и деревьев.
- После зимы развивается устойчивое сообщество диких растений.
Понравилась ли вам эта статья? Поделитесь этой статьей.
