Apariția biocenozei începe cu apariția primelor organisme în zonele lipsite de viață (curgeri de lavă, insule vulcanice, talus, roci expuse, depozite nisipoase și fundul uscat al rezervoarelor). Așezarea începe cu o introducere accidentală a organismelor din teritorii deja dezvoltate de acestea și depinde de proprietățile substratului. Acest site pentru multe semințe de plante și animale care au pătruns aici poate să nu fie potrivit pentru reproducere. Adesea, mai ales în zona umedă, primii coloniști sunt reprezentanți ai algelor, mușchilor și lichenilor.

De regulă, doar câteva dintre speciile de plante introduse se dezvoltă cu succes. Consumatorii de animale se stabilesc ceva mai târziu, deoarece existența lor fără hrană este imposibilă, dar o vizită accidentală a acestora în zonele dezvoltate este un eveniment destul de frecvent. Această etapă de dezvoltare a biocenozei se numește pionier. Deși comunitatea nu s-a format încă în această etapă, ea are deja un impact asupra mediului abiotic: solul începe să se formeze.

Etapa de pionier este înlocuită cu una nesaturată, când plantele încep să se reînnoiască (prin semințe sau vegetativ), iar animalele se înmulțesc. Nu toată lumea este angajată într-o biocenoză nesaturată nişe ecologice.

Treptat, rata de așezare a sitului crește din cauza atât creșterii numărului de indivizi de vegetație pionier înainte de formarea desișurilor, cât și introducerii de noi specii. Compoziția de specii a unei astfel de comunități este încă instabilă, noi specii sunt introduse destul de ușor, deși competiția începe să joace un rol semnificativ. Această etapă de dezvoltare a biocenozei este o grupare.

Odată cu dezvoltarea ulterioară a comunității, acoperirea de vegetație este diferențiată prin niveluri și sinuzie, modelul său mozaic dobândește o constanță stabilă, compoziția speciilor, lanțuri alimentare și consorții. În cele din urmă, toate nișele ecologice sunt ocupate, iar invazia ulterioară a organismelor devine posibilă numai după deplasarea sau distrugerea celor mai vechi. Această etapă finală a formării biocenozei se numește saturată. in orice caz dezvoltare ulterioară biocenoza nu se oprește și abateri aleatorii în compoziția speciei și relațiile atât între organisme cât și cu mediu inconjurator mai poate avea loc.

Abaterile aleatorii în structura biocenozei se numesc fluctuații. De regulă, acestea se datorează modificărilor aleatorii sau sezoniere ale abundenței speciilor incluse în biocenoză ca urmare a fenomenelor meteorologice nefavorabile, inundațiilor, cutremurelor etc.

Deși biocenoza este un sistem natural destul de conservator, totuși, sub presiunea circumstanțelor externe, poate face loc unei alte biocenoze. Schimbarea succesivă în timp a unor comunități de către altele într-o anumită zonă a mediului se numește succesiune. Ca urmare a succesiunii, o comunitate este înlocuită succesiv de alta fără a reveni la starea inițială. Interacțiunea organismelor, în principal rănilor, între ele și cu mediul duce la succesiune.

Succesiunile sunt împărțite în primar-istorice. Cele primare apar pe soluri care sunt în primul rând libere de sol - câmpuri de tuf vulcanic și de lavă, nisipuri afânate, placeri pietroși etc. Pe măsură ce fitocenoza se dezvoltă de la stadiul de pionier până la saturat, solul devine mai fertil și din ce în ce mai implicat în domeniul biologic. ciclu elemente chimiceîn număr tot mai mare. Odată cu creșterea fertilității, speciile de plante care se dezvoltă pe soluri bogate în nutrienți înlocuiesc speciile mai puțin solicitante în acest sens. În același timp, se modifică și populația de animale. Succesiunile secundare se desfășoară în habitatele comunităților distruse, unde s-au păstrat soluri și unele organisme vii. Succesiunile secundare sunt tipice pentru pășuni degradate, zone arse, defrișări, terenuri arabile și alte terenuri excluse de la folosirea agricolă. precum şi pentru plantaţiile forestiere artificiale. De exemplu, adesea sub coronamentul culturilor de pin de vârstă mijlocie pe soluri nisipoase, începe o reînnoire naturală abundentă a molidului, care în cele din urmă va înlocui pinul, cu condiția să nu se efectueze tăierea regulată a arboretelor de pin și lucrările silvice.

Schimbarea unei biocenoze în alta în timpul succesiunii formează o serie succesională, sau serie. Studiul seriei succesorale are mare importanțăîn legătură cu creşterea influenţei antropice asupra biocenozelor. Rezultatul final al acestui gen de cercetare poate fi predicția formării peisajelor natural-antropice. Studiul succesiunilor secundare și a factorilor care le determină joacă un rol important în rezolvarea problemelor de protecție și utilizare rațională a resurselor biologice și funciare.

Dacă cursul natural al succesiunii nu este perturbat, comunitatea ajunge treptat la o stare relativ stabilă în care se menține un echilibru între organisme, precum și între acestea și mediu - până la un punct culminant. Fără intervenția omului, această biocenoză poate exista pe termen nelimitat, de exemplu, pădurea de pin afine, tundra lichenică pe soluri nisipoase.

Conceptul de menopauză a fost dezvoltat în detaliu de botanistul american X. Kauls și este utilizat pe scară largă în literatura botanică și geografică străină. Potrivit acestui concept, punctul culminant este stadiul terminal al evoluției comunitare, care corespunde unui sol de un anumit tip - pedoclimax. Succesiunile care conduc la această etapă se numesc progresive, iar cele care îndepărtează biocenoza din aceasta se numesc regresive.

Biocenozele care, atunci când sunt perturbate, revin la starea lor inițială, sunt numite indigene.

Biocenozele transformate nu revin la starea lor originală.

Pe același biotop există ecosisteme diferite de-a lungul timpului. Schimbarea unui ecosistem la altul poate dura atât perioade destul de lungi, cât și relativ scurte (câțiva ani). Durata existenței ecosistemelor în acest caz este determinată de stadiul succesiunii. O schimbare a ecosistemelor dintr-un biotop poate fi cauzată și de procese catastrofale, dar în acest caz, biotopul în sine se schimbă semnificativ și o astfel de schimbare nu este de obicei numită succesiune (cu unele excepții, atunci când o catastrofă, de exemplu, un incendiu, este o etapă naturală a succesiunii ciclice)

Succesiunea este o schimbare consistentă, firească, a unor comunități de către altele într-o anumită zonă a teritoriului, datorită factorilor interni în dezvoltarea ecosistemelor. Fiecare comunitate anterioară determină condițiile existenței următoarei și a propriei dispariții. Acest lucru se datorează faptului că în ecosistemele care sunt tranziționale în seria de succesiune, există o acumulare de materie și energie pe care nu le mai pot include în ciclu, transformarea biotopului, modificări ale microclimatului și alți factori, si astfel se creeaza o baza materiala si energetica, precum si conditiile de mediu necesare formarii comunitatilor ulterioare. Există însă un alt model care explică mecanismul succesiunii astfel [: speciile fiecărei comunități anterioare sunt înlocuite doar de concurență consistentă, inhibând și „rezistând” introducerii speciilor ulterioare. Cu toate acestea, această teorie ia în considerare doar relațiile de concurență între specii, nedescriind întreaga imagine a ecosistemului în ansamblu. Desigur, astfel de procese sunt în desfășurare, dar deplasarea competitivă a speciilor anterioare este posibilă tocmai datorită transformării biotopului de către acestea. Astfel, ambele modele descriu diferite aspecte ale procesului și sunt corecte în același timp.

Un exemplu de stadiu de succesiune autotrofă - o pădure crește pe locul unei pârghii.

Succesiunea poate fi autotrofă (de exemplu, succesiune după un incendiu de pădure) și heterotrofă (de exemplu, o mlaștină drenată).

Un exemplu de etapă de succesiune heterotrofă este o pajiște mlăștinoasă

În stadiile incipiente ale succesiunii, diversitatea speciilor este scăzută, dar pe măsură ce dezvoltarea progresează, diversitatea crește, compoziția speciilor a comunității se modifică, încep să predomine speciile cu cicluri de viață complexe și lungi, apar de obicei organisme mai mari, cooperări reciproc avantajoase. iar simbiozele se dezvoltă, iar structura trofică a ecosistemului devine mai complexă. De obicei, se presupune că stadiul terminal al succesiunii are cea mai mare biodiversitate a speciilor. Acest lucru nu este întotdeauna adevărat, dar pentru comunitățile climax pădure tropicală această afirmație este adevărată, dar pentru comunități latitudini temperate vârful diversităţii are loc la mijlocul seriei de succesiune sau mai aproape de stadiul terminal. Pe primele etape comunitățile constau din specii cu o rată relativ mare de reproducere și creștere, dar cu o capacitate scăzută de supraviețuire individuală (r-strategis). În stadiul terminal, impactul selecției naturale favorizează speciile cu o rată de creștere scăzută, dar cu o capacitate mai mare de supraviețuire (strategii k).

Pe măsură ce vă deplasați de-a lungul seriei succesive, există o implicare tot mai mare a elementelor biogene în ciclul ecosistemelor, este posibilă o închidere relativă în cadrul ecosistemului a fluxurilor de astfel de elemente biogene precum azotul și calciul. Prin urmare, în stadiul terminal, când majoritatea biogenelor sunt implicați în ciclu, ecosistemele sunt mai independente de aprovizionarea externă a acestor elemente.

Pentru a studia procesul de succesiune se folosesc diverse metode. modele matematice, inclusiv cele stocastice.

comunitatea culminant

Elnik (pădurea de molid) este un exemplu tipic de comunitate de climax care se dezvoltă pe unele soluri lutoase din nord-vestul Rusiei în subzona taiga de sud Conceptul de succesiune este strâns legat de conceptul de comunitate de climax. Comunitatea climax se formează ca urmare a unei schimbări succesive a ecosistemelor și este cea mai echilibrată comunitate] care utilizează cât mai eficient fluxurile de materiale și energie, adică menține biomasa maximă posibilă pe unitatea de energie care intră în ecosistem.

Pădurea de pini ca comunitate culminală, dimpotrivă, se dezvoltă pe soluri nisipoase și lutoase nisipoase.

Teoretic, fiecare serie de succesiune are o comunitate de climax (ecosistem), care este stadiul terminal al dezvoltării. Cu toate acestea, în realitate, seria succesorală nu este întotdeauna închisă de climax; se poate realiza o comunitate subclimax, care este o comunitate care precede punctul culminant, suficient dezvoltată structural și funcțional. O astfel de situație poate apărea din cauze naturale - condiții de mediu sau ca urmare a activității umane (în acest caz se numește disclimax).

Deși biocenoza este un sistem natural destul de conservator, totuși, sub presiunea circumstanțelor externe, poate face loc unei alte biocenoze. Schimbarea succesivă în timp a unor comunități de către altele într-o anumită zonă a mediului se numește succesiune (din lat. succesia succesiune, moștenire). Ca urmare a succesiunii, o comunitate este înlocuită succesiv de alta fără a reveni la starea inițială. Interacțiunea organismelor, în principal rănilor, între ele și cu mediul duce la succesiune.

Succesiunile sunt împărțite în primare - istorice. Cele primare apar pe soluri care sunt în primul rând libere de sol - tuf vulcanic și câmpuri de lavă, nisipuri afânate, placeri pietroși, etc. Pe măsură ce fitocenoza se dezvoltă de la stadiul de pionier până la saturat, solul devine mai fertil și sunt implicate tot mai multe elemente chimice. în ciclul biologic în cantităţi tot mai mari. Odată cu creșterea fertilității, speciile de plante care se dezvoltă pe soluri bogate în nutrienți înlocuiesc speciile mai puțin solicitante în acest sens. În același timp, se modifică și populația de animale. Succesiunile secundare se desfășoară în habitatele comunităților distruse, unde s-au păstrat soluri și unele organisme vii. Distrugerea biocenozelor poate fi cauzată de natură procese naturale(uragane, ploi abundente, inundații, alunecări de teren, secete prelungite, erupții vulcanice etc.). precum și o schimbare a habitatului de către Organisme (de exemplu, atunci când un rezervor crește excesiv, mediul acvatic este înlocuit cu depozite de turbă). Succesiunile secundare sunt tipice pentru pășuni degradate, zone arse, defrișări, terenuri arabile și alte terenuri excluse de la folosirea agricolă. precum şi pentru plantaţiile forestiere artificiale. De exemplu, adesea sub coronamentul culturilor de pin de vârstă mijlocie pe soluri nisipoase, începe o reînnoire naturală abundentă a molidului, care în cele din urmă va înlocui pinul, cu condiția să nu se efectueze tăierea regulată a arboretelor de pin și lucrările silvice. Pe zonele arse cu soluri nisipoase și lutoase, vegetația de pionierat de salcie-iarbă și mesteacăn negru cedează în cele din urmă loc plantațiilor de molid.

În ultimele decenii, lucrările de drenaj și irigații la scară largă au căpătat o importanță deosebită în schimbarea acoperirii vegetației. În pădurile de mlaștină care se află în zona de influență a canalelor de drenaj, plantele higrofite dispar (de exemplu, roșiile sunt transformate în urzici). Transformarea compoziției speciilor, inclusiv a populației animale, afectează și pădurile care ajung în mlaștinile drenate. Recuperarea prin irigare, dimpotrivă, contribuie la pătrunderea activă a plantelor din grupele higrofile și mezofile în zonele îmbibate cu apă ca urmare a acumulării de apă folosită pentru irigare. Poluarea industrială are, de asemenea, un efect vizibil asupra biocenozelor. Toate aceste modificări sunt succesiuni secundare.

Schimbarea unei biocenoze în alta în timpul succesiunii formează o serie succesională, sau serie. Studiul serii succesorale este de mare importanță în legătură cu influența antropică în creștere asupra biocenozelor. Rezultatul final al acestui gen de cercetare poate fi predicția formării peisajelor natural-antropice. Studiul succesiunilor secundare și a factorilor care le determină joacă un rol important în rezolvarea problemelor de protecție și utilizare rațională a resurselor biologice și funciare.

Dacă cursul natural al succesiunii nu este perturbat, comunitatea ajunge treptat la o stare relativ stabilă în care se menține un echilibru între organisme, precum și între acestea și mediu - până la punctul culminant. Fără intervenția omului, această biocenoză poate exista pe termen nelimitat, de exemplu, pădurea de pin afine, tundra lichenică pe soluri nisipoase.

Conceptul de climax a fost dezvoltat în detaliu de botanistul american X. Kauls și este utilizat pe scară largă în literatura botanică și geografică străină. Potrivit acestui concept, climaxul este stadiul terminal al evoluției comunitare, care corespunde unui sol de un anumit tip - pedoclimax. Succesiunile care conduc la această etapă se numesc progresive, iar cele care îndepărtează biocenoza din aceasta se numesc regresive. Este imposibil, însă, să dai conceptului de „climax” un sens absolut și să crezi că atunci când se ajunge la el, comunitatea oprește dezvoltarea.

Biocenozele care, atunci când sunt perturbate, revin la starea lor inițială, sunt numite indigene. O pădure de mesteacăn va crește pe locul tăierii pădurii de pin afine sau a pădurii de molid acru și, la rândul său, va fi din nou înlocuită cu pădure de pin afine sau pădure de molid acru. În acest caz, vorbim despre tipuri de păduri indigene.

Biocenozele transformate nu revin la starea lor originală. Astfel, o mlaștină joasă de rogoz drenată și dezvoltată pentru culturi, după epuizarea zăcământului de turbă și distrugerea rețelei de reabilitare, cu încetarea utilizării agricole din anumite motive, se dezvoltă în direcția formării mesteacănului sau arinului. tufăr. Zoocenoza acestei păduri mici diferă de comunitatea speciilor de animale din mlaștina ierboasă deschisă.

1.6 Clasificare

Pentru a cunoștințe științifice biocenozele și aplicarea practică a cunoștințelor despre acestea, comunitățile de organisme trebuie clasificate în funcție de dimensiunea lor relativă și complexitatea organizării.

Clasificarea este concepută pentru a pune în ordine toată diversitatea lor cu ajutorul unui sistem de categorii taxonomice, adică taxoni, unind în acest caz grupuri de biocenoze cu diferite grade de comunalitate a proprietăților și caracteristicilor individuale, precum și a structurii și originii. În același timp, trebuie observată o anumită subordonare a taxonilor simpli față de taxoni complecși, a taxonilor de dimensiune mică (locală) față de taxonii de dimensiune planetară și o complicare treptată a organizării acestora. În plus, atunci când se clasifică biocenozele, ar trebui să se țină seama de prezența unor posibile limite între ele.

Nu există dificultăți deosebite în stabilirea limitelor atunci când biocenozele învecinate au caracteristici indicative clare. De exemplu, o mlaștină de munte cu acoperire de rozmarin-mușchi și un arbore de pini cu creștere joasă contrastează cu pădurea de pini din jur. comunitate forestieră pe soluri nisipoase. Limita dintre pădure și poiană este, de asemenea, clar vizibilă. Cu toate acestea, deoarece condițiile de existență a comunităților se schimbă mai treptat decât comunitățile în sine, granițele biocenozelor sunt de obicei estompate. Trecerea treptată de la o fitocenoză la alta cu proximitatea lor și schimbarea în timp a unei fitocenoze cu alta se reflectă în conceptul de continuum (din latină continuum - continuu) de vegetație dezvoltat de geobotanistul sovietic L. G. Ramensky, ecologistul american P. X. Whittaker. .

Granițele dintre comunități apar mai clar în cazurile în care edificatorii au cel mai mare efect transformator asupra mediului, de exemplu, granițele dintre păduri, format din diferite specii de arbori - pin, molid, stejar și altele. În stepe, semi-deșerturi și deșerturi, granițele dintre comunități sunt mai graduale, deoarece rolul speciilor erbacee în transformarea mediului este mai puțin contrastant.

Clasificarea comunităților folosește categorii taxonomice adoptate în geografia plantelor și bazate pe identificarea dominantelor și edificatorilor, ceea ce indică recunoașterea fitocenozei ca cadru ecologic care determină structura biocenozei. Sistemul taxonomic al comunităților construite pe baza dominantelor și edificatorilor poate fi exprimat astfel: asociere - grup de asociații formare grup de formațiuni clasa de formațiuni tip de biom - înveliș biocenotic.

Cea mai joasă categorie taxonomică este asocierea. Este o colecție de microbiocenoze omogene cu aceeași structură, compoziție de specii și relații similare atât între organisme, cât și între acestea și mediu. ÎN condiţiile de teren Principalele caracteristici ale identificării sale sunt aceeași structură de strat, un mozaic asemănător (pătat, împrăștiat), coincidența dintre dominante și edificatori, precum și omogenitatea relativă a habitatului. Denumirea unei asociații pentru comunități cu mai multe niveluri constă din denumirile generice ale nivelului dominant (condominant) și ale edificatorilor din fiecare nivel, de exemplu, pădure de ienupăr-pini mușchi, pădure de mesteacăn-molid etc. Denumirea de luncă complexă asociațiile se formează prin enumerarea dominantelor și subdominanților, dominanta fiind numită ultima, de exemplu, o asociere caustic-lunca-bluegrass. Asociațiile de luncă sunt de obicei notate cu latin: Ranunculus + Roa pratensis.

Grupul asociațiilor biocenotice este format din asociații care diferă prin compoziția unuia dintre niveluri. Pădurea de pin afine, de exemplu, combină asocieri cu un strat de tufăr de ienupăr, cătină și tufă de mesteacăn. Grupul de asociații iarbă–roz–forb include comunități de luncă cu un set de grupuri denumite de ierburi de luncă (ierburi, rogozuri mici, plante).

Formaţiunea biocenotică cuprinde grupuri de asociaţii. Formația se distinge în funcție de dominantă, după care se numește: formarea de pin silvestru, arin negru, stejar englezesc, saxaul alb, ranuncul caustic, pelin etc. Aceasta este unitatea principală de rang mediu, utilizată pe scară largă. în cartografierea vegetaţiei forestiere.

Compoziția ecosistemelor este un proces dinamic. Ecosistemele suferă în mod constant schimbări în starea și activitatea vitală a membrilor lor și raportul populațiilor. Diversele schimbări care au loc în orice comunitate sunt clasificate în două tipuri principale: ciclice și progresive.

Modificări ciclice comunități reflectă periodicitatea zilnică, sezonieră și pe termen lung conditii externeși manifestarea ritmurilor interne (endogene) ale organismelor.

Ciclurile zilnice sunt asociate în principal cu ritmul. fenomene naturaleși este strict periodică. Variabilitatea sezonieră a biocenozelor se exprimă într-o schimbare nu numai în starea și activitatea, ci și în raportul cantitativ al speciilor individuale, în funcție de ciclurile de reproducere a acestora, migrațiile sezoniere și moartea generațiilor individuale în timpul anului.

Structura pe etaje a biocenozei este adesea supusă variabilității sezoniere: nivelurile individuale de plante pot dispărea complet în anotimpurile corespunzătoare ale anului, de exemplu, un nivel erbacee constând din anuale.

Ciclicitatea pe termen lung depinde de modificările condițiilor meteorologice de-a lungul anilor (fluctuații climatice), de precipitații inegale de-a lungul anilor, cu recurența periodică a secetei sau de alți factori externi care afectează comunitatea (de exemplu, gradul de inundare a râului). În plus, periodicitatea pe termen lung poate fi legată de caracteristici ciclu de viață plante edificatoare, cu repetarea reproducerilor în masă de animale sau microorganisme patogene pentru plante etc.

Schimbări progresiveîntr-o comunitate duc în cele din urmă la înlocuirea acestei comunități cu o alta, cu un set diferit de specii dominante. Motivul acestor modificări poate fi factori externi cenozei, perioadă lungă de timp acţionând într-o singură direcţie, de exemplu, uscarea solurilor de mlaştină în creştere ca urmare a ameliorării, sporirea poluării corpurilor de apă, creşterea păşunatului etc. Se numesc modificările rezultate de la o biocenoză la alta exogenetic. Schimbări endogenetice apar ca urmare a proceselor care au loc în cadrul comunității însăși.

Succesiuni

Schimbarea succesivă a unei biocenoze de către alta se numește (din lat. Succesiune - succesiune, schimbare) - serie. Succesiunea este un proces de auto-dezvoltare a ecosistemelor. Succesiunea se bazează pe incompletitudinea ciclului biologic într-o biocenoză dată. Fiecare organism viu, ca urmare a activității sale vitale, schimbă mediul din jurul său, eliminând unele dintre substanțele din acesta și saturându-l cu produse metabolice. Cu o existență mai mult sau mai puțin îndelungată a populațiilor, acestea își schimbă mediul într-o direcție nefavorabilă și, ca urmare, sunt forțate de populații ale altor specii, pentru care transformările de mediu rezultate se dovedesc a fi benefice ecologic. Astfel, în comunitate are loc o schimbare a speciei dominante. Se numește o serie succesivă de comunități care se înlocuiesc treptat și regulat una pe alta în succesiune serii succesive.

Distingeți succesiunea primară și cea secundară. succesiune primarăîncepe pe locuri lipsite de viață (pe stânci, nisipuri, stânci). succesiune secundară- aceasta este o schimbare succesivă a unei comunități care a existat pe un substrat dat cu o alta mai perfectă pentru aceste procese abiotice. Succesiunile secundare, de regulă, au loc mai rapid și mai ușor decât cele primare, deoarece profilul solului, semințele, primordiile și o parte din fosta populație și fostele conexiuni sunt păstrate în habitatul perturbat.

În orice serie de succesiune, rata schimbării încetinește treptat. Rezultatul final este formarea unei etape relativ stabile - comunitatea culminant sau menopauza. Grupările inițiale, pionier, de specii sunt caracterizate de cel mai mare dinamism și instabilitate. Ecosistemele Climax, pe de altă parte, sunt capabile de auto-întreținere pe termen lung în intervalul adecvat de condiții, deoarece dobândesc astfel de caracteristici ale organizării biocenozelor care permit menținerea unei circulații echilibrate a substanțelor.

7. Ecosisteme artificiale: ecosisteme agro- și urbane

O persoană primește o mulțime de produse din sistemele naturale, cu toate acestea, agricultura este principala sursă de hrană pentru el.

Agroecosisteme sunt create de om pentru a obține un randament ridicat – producție pură de autotrofe. Rezumând tot ceea ce s-a spus deja despre agroecosisteme, subliniem următoarele diferențe principale față de cele naturale:

1. Diversitatea speciilor este redusă drastic la ele: o scădere a speciilor de plante cultivate reduce și diversitatea speciilor a populației animale a biocenozei; diversitatea de specii a animalelor crescute de om este neglijabilă comparativ cu cea naturală; Pășunile cultivate (cu subsemănat de ierburi) sunt asemănătoare, ca diversitate de specii, cu câmpurile agricole.

2. Speciile de plante și animale cultivate de om „evoluează” prin selecție artificială și nu sunt competitive în lupta împotriva speciilor sălbatice fără sprijin uman.

3. Agroecosistemele primesc energie suplimentară subvenționată de om, pe lângă energia solară.

4. Produsele pure (cultură) sunt îndepărtate din ecosistem și nu intră în lanțurile trofice ale biocenozei, iar utilizarea parțială a acesteia de către dăunători, pierderile în timpul recoltării, care pot cădea și în lanțurile trofice naturale, sunt suprimate în orice mod posibil prin oameni.

Ecosistemele de câmpuri, grădini, pășuni, grădini de bucătărie și alte agrocenoze sunt sisteme simplificate menținute de om în stadiile incipiente ale succesiunii și sunt la fel de instabile și incapabile de autoreglare ca și comunitățile de pionier naturali, prin urmare nu pot exista fără sprijin uman. . .

Peste 50% din populația lumii trăiește astăzi în orașe. Proces urbanizare- aceasta este creșterea populației urbane, numărul și dimensiunea orașelor, creșterea rolului orașului în viața oamenilor, răspândirea stilului de viață urban. Astăzi, zonele urbanizate ocupă 1% din teren, dar concentrează 50% din populația lumii, produc 80% din produsul intern brut (PIB), dau 80% din toate emisiile.

metropolă Este o creștere excesivă a orașelor. Se numește relația dintre toate componentele și fenomenele mediului urban și natural ecosistem urban. Ecosistemele urbane au un loc specific în spațiul geografic. Acestea sunt sisteme deschise, gestionate. Caracteristica lor importantă este antropocentrismul.

Serie. Exemple de succesiune a ecosistemelor

serie

Tipuri de succesiuni

succesiune secundară

Tipuri de schimbări succesorale

Durata succesiunii

Exemple de succesiune a ecosistemelor

Comunitățile sunt în continuă schimbare. Compoziția lor de specii, numărul anumitor organisme, structura trofică și alți indicatori ai comunității se schimbă.

Comunitatea se schimbă în timp.

Succesiunea este o schimbare consistentă, firească, a unor comunități de către altele într-o anumită zonă a teritoriului, datorită factorilor interni în dezvoltarea ecosistemelor.

Pentru a înțelege natura succesiunii ecologice, imaginați-vă o comunitate IDEALĂ (adică producția totală de autotrofe în termeni energetici corespunde exact costurilor energetice care merg 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, în timp ce sistemul în sine rămâne neschimbat sau în echilibru.

Dacă „respirația totală” este mai mică decât producția primară brută, ecosistemul se va acumula materie organică;

Dacă mai mult, reduceți-l.

Atât în ​​primul, cât și în al doilea caz vor avea loc schimbări în comunitate

Cu un exces de resursă, vor exista întotdeauna specii care o pot stăpâni, iar cu o lipsă, unele dintre specii vor muri.

O astfel de schimbare este esența succesiunii ecologice.

Caracteristica principală a unui astfel de proces este că schimbările în comunitate au loc întotdeauna în direcția unei stări de echilibru.

1.1 Tipuri de succesiuni

O succesiune care începe într-un loc lipsit de viață (de exemplu, pe 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.

succesiune primară- este supra-creșterea unui loc anterior neocupat de vegetație: roci goale sau lavă vulcanică întărită.

Exemplu:

Formarea unei comunități pe o zonă expusă de rocă, o zonă de lavă vulcanică întărită, 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 succesiunilor. Pionierii tipici sunt mușchii și lichenii. Ele schimbă solul, eliberând acid, care distruge și slăbește pietrele. Mușchii și lichenii muritori se descompun sub acțiunea bacteriilor descomponătoare, iar rămășițele lor sunt amestecate cu substrat pietros liber (nisip).

Acesta formează primul sol pe care pot crește deja alte plante. Necesitatea de a distruge piatra-mamă - Motivul principal progres lent al succesiunilor primare; observaţi creşterea grosimii stratului de sol pe măsură ce succesiunea progresează.

Pe solul sărac în nutrienți, ierburile se așează, care sunt mai precis capabile de și înlocuiesc licheni și mușchi. Rădăcinile ierburilor pătrund în crăpăturile stâncii, împingând aceste crăpături și distrugând din ce în ce mai mult piatra.

Ierburile sunt înlocuite cu plante perene și arbuști, cum ar fi arinul și salcia. Pe rădăcinile arinului 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 poate crește deja copaci, cum ar fi pinul, mesteacănul și molidul.

Astfel, forța motrice din spatele succesiunii este aceea că plantele schimbă solul de sub ele, influențându-l proprietăți fiziceȘi compoziție chimică, astfel încât să devină potrivită speciilor concurente care înlocuiesc locuitorii originari, provocând o schimbare în comunitate - succesiune, din cauza competiției, plantele nu trăiesc întotdeauna acolo unde condițiile sunt mai bune pentru ele.

Cursul succesiunilor primare are loc în mai multe etape.

De exemplu, în zona pădurii: substrat uscat fără viață - licheni - mușchi - plante anuale - ierburi 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 pe locul unei comunități preexistente formate anterior.

În locurile unde activitate economică oamenii nu intervin în relația dintre organisme, se formează o comunitate de climax care poate exista la nesfârșit - până când orice impact extern (aratul pământului, tăierea pădurilor, incendiu, erupție vulcanică, inundație) nu-și încalcă structura naturală.

În cazul distrugerii comunității, succesiunea începe în ea - un proces lent de restabilire a stării inițiale.

Exemple de succesiuni secundare: creșterea excesivă a unui câmp abandonat, pajiște, zonă arsă sau poieniță.

Succesiunea secundară durează câteva decenii.

Începe cu faptul că pe terenul eliberat de sol apar plante erbacee anuale. Acestea sunt buruieni tipice: păpădie, ciulin, coltsfoot și altele. Avantajul lor este că cresc rapid și produc semințe adaptate să se răspândească pe distanțe lungi cu ajutorul vântului sau al animalelor.

Cu toate acestea, după doi sau trei ani sunt înlocuiți de concurenți - ierburi perene și apoi - arbuști și copaci, în primul rând aspen.

Aceste roci umbră pământul, iar sistemele lor extinse de rădăcină iau toată umezeala din sol, așa că devine dificil pentru răsadurile speciilor care au lovit prima dată câmpul.

Cu toate acestea, succesiunea nu se oprește aici; în spatele aspenului apare un pin; iar ultimul - specii tolerante la umbră cu creștere lentă, cum ar fi molid sau stejar. O sută de ani mai târziu, comunitatea care se afla pe locul câmpului înainte de defrișarea și arătura pământului este restaurată pe acest loc.

VEINIK- un gen de plante erbacee perene din familia Cereale, sau Bluegrass

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. Studiul succesiunii primare în locuri precum dune de nisip, indică faptul că, în aceste condiții, sunt necesare multe sute de ani pentru dezvoltarea punctului culminant. Succesiunile secundare, de exemplu în tăieturi clare, se desfășoară mult mai rapid. Cu toate acestea, este nevoie de cel puțin 200 de ani pentru ca pădurea să se poată recupera într-un climat temperat umed.

Dacă clima este deosebit de severă (cum ar fi, de exemplu, în deșert, tundra sau stepă), durata seriei 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 climat temperat:

· prima etapă a vegetaţiei erbacee durează aproximativ 10 ani;

· a doua etapă a arbuștilor? de la 10 la 25 de ani;

· a treia etapă de foioase? de la 25 la 100 de ani;

a patra etapă de conifere? peste 100 de ani.

Succesiunile pot fi de diferite dimensiuni. Ele pot merge încet, timp de mii de ani, sau pot merge repede - în câteva zile.

Durata succesiunii este în mare măsură determinată de structura comunității.

În succesiune primară, este nevoie de multe sute de ani pentru a dezvolta o comunitate durabilă.

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 datorează faptului că comunitatea primară lasă în urmă un număr suficient de nutrienți, sol dezvoltat, care 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 glaciară. Ghețarul a distrus toată viața sub acoperirea sa. A sfâșiat și netezit acoperirea solului, a prăbușit pietre. Odată cu retragerea sa și încălzirea climei, au fost expuse vaste întinderi de pământ gol, fără viață. Treptat, a fost locuit 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 prezent. Aceste zone nu au atins încă o stare de echilibru. Așa că nu au avut suficient pentru a finaliza succesiunea și milioane de ani.

Încet, schimbările care au dus păduri de foioase Miocen (acum 20 de milioane de ani) la actualele deșerturi din nordul Asiei Centrale.

Succesiunile trec 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 refacerea unei comunități stabile.

Murdarea stâncilor goale 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 când comunitățile se schimbă într-un cadavru de animal în descompunere, într-un trunchi de copac putrezit, în infuzie de fân.

Modele generale de succesiune

ÎN vedere generala Fenomenul de succesiune ecologică poate fi caracterizat prin următoarele prevederi:

Succesiunea este un proces natural, al cărui curs poate fi prevăzut.

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 distinge 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.

Caracteristica principală a succesiunii ecologice este că schimbările comunității apar întotdeauna în direcția unei stări de echilibru.

Atunci când un ecosistem se apropie de starea finală stabilă (starea de climax), în el, ca în toate sistemele de echilibru, toate procesele de dezvoltare încetinesc.

Observațiile succesiunilor arată că anumite proprietăți ale biocenozelor se modifică în aceeași direcție, indiferent de tipul succesiunii.

Să le formulăm.

Speciile de plante și animale sunt în continuă schimbare.

Diversitatea de specii a organismelor este în creștere.

Dimensiunea organismelor crește în cursul 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 este în creștere. Se observa o scadere a productiei nete a comunitatii si o crestere a intensitatii respiratiei.

1.5 Semnificația succesiunii

O comunitate matură, cu o mai mare diversitate, bogăție în organisme, structură trofică mai dezvoltată și fluxuri energetice 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, comunitatea tânără este capabilă să producă biomasă nouă în cantități mult mai mari decât cea veche. Rămășițele civilizațiilor și deșerturile, a căror apariție se datorează activității umane, sunt o dovadă excelentă că omul nu și-a dat seama niciodată 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 ne asigura că transformarea biosferei noastre într-un vast covor de pământ arabil este plină de un mare pericol. Pentru propria noastră protecție, anumite peisaje trebuie prezentate comunităților naturale.

În acest fel, o persoană poate culege o recoltă bogată sub formă de produse pure, sprijinind în mod artificial comunitatea în primele etape ale succesiunii. La urma urmei, într-o comunitate matură aflată în stadiul de climax, producția anuală netă este cheltuită în principal pentru respirația plantelor și animalelor și poate fi chiar zero.

Pe de altă parte, din punct de vedere uman, stabilitatea unei comunități în stadiul de climax, capacitatea ei de a rezista la efectele factorilor fizici (și chiar de a le controla) este o proprietate foarte importantă și extrem de dorită. O persoană este interesată atât de productivitatea, cât și de stabilitatea comunității. Pentru a menține viața umană, este nevoie de un set echilibrat de stadii de succesiune timpurie și mature, care se află într-o stare de schimb de energie și materie. Surplusul 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 se mențin 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 pădurea este distrusă în căutarea unui venit temporar din lemn, rezervele de apă vor scădea și solul va fi aruncat de pe versanți. Acest lucru va reduce productivitatea raioanelor. Pădurile au valoare pentru oameni nu doar ca furnizor 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 ecologistii nu pot oferi încă predicții precise cu privire la consecințele la care le conduc diversele perturbări ale ecosistemelor mature. Rămășițele civilizațiilor și deșerturile, a căror apariție se datorează activității umane, sunt o dovadă excelentă că omul nu și-a dat seama niciodată 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 ne asigura că transformarea biosferei noastre într-un vast covor de pământ arabil este plină de un mare pericol. Pentru propria noastră protecție, anumite peisaje trebuie să fie reprezentate de comunități naturale.

FIXARE:

Indicați etapele de supracreștere a rezervorului din vegetația propusă: sphagnum, rogoz, pin de mlaștină, pădure mixtă, rozmarin sălbatic (roz, sphagnum, rozmarin sălbatic, pin de mlaștină, pădure mixtă).

Aranjați etapele succesiunii în ordinea corectă: anuale, arbuști foioase, plante perene, conifere (plante anuale, plante perene, arbuști, foioase, conifere)

Aranjați în timp etapele de succesiune în curs: așezarea teritoriului cu mușchi. germinarea semințelor plantelor erbacee, colonizarea prin arbuști, formarea unei comunități stabile, colonizarea rocilor goale de către licheni

1. colonizarea rocilor goale de către licheni

2. aşezarea teritoriului cu muşchi

3. germinația semințelor plantelor erbacee

4. aşezare cu arbuşti

5. construirea unei comunități durabile

Cursul evoluției (dezvoltării) unei comunități nu poate fi prezis.

Cel mai tipare generale evolutia biocenozelor:

1. Pot fi prezise specii de plante și animale în cursul dezvoltării comunității

2.Reduce varietate de organisme.

3. Dimensiunile organismelor în cursul succesiunii sunt în scădere.

4, lanțuri alimentare scurtat și simplificat. Ei joacă un rol din ce în ce mai important detritofagi.

5. Cicluri 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. merge mai departe înălţime produse comunitare curate și încetini intensitatea respirației.