ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экологическая сукцессия из "Научные основы экобиотехнологии" Экологическая сукцессия (зиссезю - преемственность, последовательность) --это процесс развития экосистемы, сопровождающийся изменением во времени видовой структуры и биоценотических процессов, но без образования новых видов. В результате сукцессии возможно постепенное превращение одних экосистем в другие, сопровождаемое упорядоченным замещением одних видов другими, на всех стадиях которого экосистема достаточно сбалансирована и разнообразна. [c.40] Различают первичные сукцессии - развитие и смена экосистем на незаселенных участках, и вторичные, проявляющиеся на заселенных местах, стабильность биоценозов в которых нарушена из-за климатических, геологических или антропогенных воздействий. [c.40] Классический пример вторичной сукцессии - зарастание лесом заброшенных полей. Залежи постепенно заселяются сменяющими друг друга травами, деревьями, хорошо растущими на открытых местах, затем широколиственными деревьями, выдерживающими затенение. [c.41] При отсутствии внешних нарушающих факторов сукцессия представляет собой направленный и, следовательно, предсказуемый процесс, в котором популяции организмов и функциональные связи между ними закономерно сменяют друг друга. [c.41] Если сукцессионные изменения определяются преимущественно внутренними взаимодействиями, сукцессия называется аутогенной (т.е. самопо-рождающейся). Если же изменения обусловлены регулярным воздействием внешних факторов среды (шторм, пожары, сельскохозяйственная деятельность и т.д.), сукцессия называется аллогенной, т.е. порожденной извне. [c.41] Аллогенные сукцессии развиваются, например, при поступлении извне биогенных элементов (при загрязнении озер, внесении удобрений). Естественный процесс эволюции замкнутых водоемов существенно ускоряется в результате эвтрофикации - аллогенной сукцессии, что часто приводит к гибели естественной экосистемы водоема. Эвтрофикация природных водоемов - одна из важнейших проблем охраны окружающей среды. [c.41] Наиболее яркий пример аутогенной сукцессии - развитие экосистемы озера, в котором можно выделить три стадии. [c.41] Первая стадия - олиготрофное озеро ( кормят слабо ) - глубокое озеро. В глубоководной зоне с низкой температурой содержание О2 повышенное, продуктивность низкая, погибшие животные и растения разлагаются медленно. Вода голубая и прозрачная, рыбы в основном лососевые, которые нуждаются в высоком содержании О2. [c.41] Вторая стадия - эвтрофное озеро ( кормят хорошо ) - из-за накопления осадков озеро становится неглубоким, придонные воды имеют более вьюо-кую температуру, чем в озерах первой стадии, характерна большая продуктивность, в результате деятельности бактерий интенсивный распад органического вещества, зеленый цвет воды. Содержание О2 невелико. При переходе озера от олиготрофного состояния к эвтрофному иногда выделяют стадию мезотрофного озера. [c.41] Третья стадия - дистрофное озеро ( кормят плохо ) - отличается высоким содержанием гумусовых кислот, которые делают воды кислыми и придают им коричневый оттенок. [c.41] Сукцессия, начинающаяся с состояния, при котором доступная энергия больше энергии, расходуемой на дыхание (А Д), называется автотрофной сукцессией. Сукцессия, начинающаяся с состояния А Д -- гетеротрофная сукцессия. При А Д в системе накапливаются органическое вещество и биомасса. [c.42] Сукцессия называется эволюционной, если наблюдается вымирание одних видов, размножение, адаптация и изменение под действием естественного отбора выживших особей других видов. [c.42] Сукцессия завершается стадией, при которой все виды в экосистеме, размножаясь, сохраняют относительно постоянную численность, темпы эволюции замедляются и в дальнейшем ее структура не изменяется. Состояние динамического популяционного равновесия называется климаксом кИтах - лестница, зрелая ступень ), а экосистема -- климаксовой. Биоценоз стабилен и находится в равновесии со средой. Климаксовый биоценоз максимально защищен от изменений под действием внешних факторов и находится в состоянии гомеостаза. Эволюционные процессы замедлены сообщество плотно укомплектовано, связи между организмами и популяциями прочны шансы у новых видов проникнуть извне в такую систему очень малы. [c.42] Экосистема - это динамическая структура, состоящая из сотен и даже тысяч видов организмов, связанных между собой как трофическими, так и непищевыми связями. По мере развития аутогенной сукцессии размеры и сложность экосистемы увеличиваются, повышается ее устойчивость, но быстро увеличиваются затраты на поддерл ание структуры и функций системы. В экосистеме доля валовой продукции, которую сообщество вынуждено расходовать в процессе дыхания на самоподдержание, увеличивается, и снижается доля, которая может быть использована на увеличение размеров экосистемы. При достижении равновесия поступления и расхода энергии рост системы прекращается. Количество биомассы в экосистеме достигает максимума, а биоценоз - климаксного состояния. В зрелом сообществе энергия, связанная первичными продуцентами (фотосинтезирующими организмами), рассеивается в виде тепла в процессе дыхания продуцентов, консументов и редуцентов. Количество биомассы, поддерживаемое в этих условиях, называется максимальной поддерживающей емкостью (способностью) среды. [c.42] Имеется предел и в поддержании стабильного состояния экосистемы, что сопряжено с непропорционально высокими затратами энергии. [c.43] поступающей на вход экосистемы, отношения А/Б, П/Б и Д/Б уменьшаются. В состоянии, когда энергия, поступающая на вход в экосистему, ассимилируется и расходуется на поддержание ее структуры, Б max, А = Атах = Д, П min, в сообществах отношение Д/А приближается к 1. Вследствие этого количество вторичной продукции экосистемы ВП - урожай в единицу времени - велико на ранних стадиях и мало или близко к нулю в зрелой экосистеме (рис. 1.7). По мере развития сукцессии возрастает эффективность использования вещества и энергии, отрицательные взаимодействия менее заметные. [c.43] Из наземных экосистем наиболее зрелые аутогенные сукцессии характерны для почв, из морских для коралловых рифов. [c.43] Экосистемы с низкой степенью зрелости (пашня, биореактор для накопления биомассы) можно эксплуатировать интенсивнее других. При этом, чем интенсивнее эксплуатация такой системы, тем она менее зрелая. [c.43] При гетеротрофных (деструктивных) сукцессиях энергетические запасы могут постепенно исчезать, а из-за отсутствия автотрофного процесса климакс может не наступить после исчерпания энергетических запасов экосистема может исчезнуть. Примеры таких сукцессий - сукцессии, развивающиеся на трупах животных, погибших деревьях и др. [c.44] В проточных условиях очистного сооружения или при биообрастании подводных поверхностей сукцессию можно уподобить автотрофной, при которой в экосистему вместо регулярного подвода солнечной энергии постоянно доставляется источник химической энергии (питательный субстрат, вещество-загрязнитель). При прекращении поступления такого источника энергии сукцессия начинает протекать по законам гетеротрофной сукцессии. Формирование ценоза проточных биопрудов очистных сооружений - пример сукцессии, развивающейся в результате фотосинтеза и химической энергии. [c.44] Вернуться к основной статье