Понятие сукцессии и климакса экосистемы

Сукцессия и климакс

ТЕМА 3. Динамика и эволюция экосистем

Под влиянием многих факторов видовой состав экосистем может с течением времени меняться. Такое направленное предсказуемое развитие экосистемы до установления равновесия между биотическим сообществом – биоценозом, и абиотической средой – биотопом, – называется сукцессией. Экологическая сукцессия – последовательная смена биоценозов, преимущественно возникающих на одной и той же территории под воздействием природных или антропогенных факторов. Сукцессия, начинающаяся на участие, прежде не занятом, называется первичной (лишайники на пашнях – кустарники, мхи, травы и т.д.). Если сообщество развивается на месте уже существовавшего, то говорят о вторичной сукцессии (после раскорчевания или порубки леса, при устройстве водоема и т.д.).

Скорость сукцессий различна. [В историческом аспекте смена фауны и флоры по геологическим периодам есть не что иное, как экологическая сукцессия.] Сукцессия завершается формированием нового сообщества, которое адаптировано к климатическим условиям. Такое сообщество называется климаксом. Так динамично развиваются экосистемы.

В отличие от сукцессий, эволюция экосистем представляет собой длительный процесс их исторического развития. Эволюционные процессы необратимы. Эволюция экосистем – это история развития жизни на Земле от возникновения биосферы до наших дней. В основе эволюции лежат естественный отбор на видовом или более широком уровне.

В идеальном случае климакс должен существовать достаточно долго: пока его не нарушат внешние воздействия.

Для описания состояния и изменений экосистемы определяющими являются факторы времени и пространства.

Временной фактор, установление промежутка времени, в течение которого система сохраняет свои свойства и параметры, является элементом любого описания состояния системы. Для экосистем это связано со свойством устойчивости. При воздействиях на экосистему (возмущениях), которые не превышают порога ее устойчивости, компенсационные механизмы экосистемы (механизмы гомеостаза) возвращают ее в исходное состояние. Более сильные воздействия переводят экосистему в другое состояние, которое тоже может быть устойчивым, но имеет уже другие параметры, описывающие ее состояние и свойства.

В настоящее время усиливается роль антропогенного фактора в эволюции экосистем. Антропогенные воздействия нарушают естественные круговороты вещества и потоки энергии. Следствием антропогенного воздействия на окружающую среду является снижение устойчивости экосистем к воздействиям. С этой точки зрения различают сукцессии деградационные (в противоположность восстановительным). Если процессы деградации приводят к существенным, негативным для человека последствиям, то он оценивает состояние экосистем как кризисное, или катастрофическое.

109.201.143.25 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Сукцессии и климакс;

Видовой состав изменяется в одной и той же экосистеме под влия­нием многих факторов, например, отличается в различные времена года.

Изменение видовой структуры и биоценотических процессов в эко­системе называют сукцессией(от лат. successio— преемственность) эко­системы.

Понятие появилось вначале в ботанике, что связано со сменой со­обществ на основе функции автотрофов. Наиболее существенный вклад в разработку концепции сукцессии сделали американские ботаники Н.Коулес (1899) и особенно Ф.Клементе (1904, 1916, цит. по Шило­ву И.А., 1997). Ф. Клементе — один из первых исследователей сукцессии, считал изменения сообществ во времени естественным процессом, ко­торый происходит вследствие изменения климатических факторов. Сук­цессия завершается формированием нового сообщества, которое адапти­ровано к климатическим условиям. Такое сообщество он назвал «кли­макс-формацией», или просто климаксом.

В общем виде, согласно Ф.Клементсу, сукцессии проходят через фазу обнажения (появления незаселенного пространства), миграции (заселе­ния его первыми поселенцами-пионерами), эцезиса (колонизации и приспособления к конкретным условиям обитания), соревнования (кон­куренции с вытеснением ряда видов-пионеров), реакции (обратного воз­действия сообществ на биотоп и условия среды) и, наконец, стабилиза­ции — формирования климаксного биоценоза.

Современные представления существенно расширили позиции Ф.Клементса, однако суть концепции экологических сукцессии осталась прежней, неизменной. Наряду с признанием помимо изменений климата роли других факторов в развитии сукцессии принципиальное отличие заключается в том, что состояние климакса также является временным и экосистемы все равно претерпевают «крупномасштабные» изменения. Кроме того, в отличие от мнения Ф.Клементса о том, что в одной био­климатической зоне складывается один вариант климаксного сообщества, сейчас ясно, что в одной климате- географической зоне могут существо­вать разные типы биоценозов в состоянии климакса:

Большой вклад в развитие концепции экологических сукцессии внес В.Н.Сукачев (1938—1942). Начальный этап сукцессии, который В.Н.Су­качев характеризовал как процесс первоначального формирования рас­тительного покрова, связанный с вселением (миграцией) растений на данную территорию, их отбором в процессе приспособления к ее усло­виям затем и конкуренцией между ними из-за средств жизни, он назвал сингенезом 1 .Сингенетическая сукцессия, обусловленная вначале исклю­чительно абиотическими факторами, приводит к формированию фито­ценоза, и дальнейшее развитие идет (по принципу аутогенной сукцес­сии) до устойчивого состояния, соответствующего климаксу.

Важным механизмом стабилизации В.Н.Сукачев считал конкурен­цию, которая приводит к равновесному состоянию, завершающему раз­витие.

По современным представлениям, климакс (климаксное сообщество) является завершающей стабильной стадией развития экосистемы.Экоси­стема, или сообщество, находящиеся в состоянии климакса, поддержи­вают себя неопределенно долго, все внутренние компоненты уравнове­шены друг с другом и с окружающей средой. Годовая продукция и «им­порт» уравновешиваются годовым потреблением и «экспортом».

На практике очень трудно выделить устойчивое, климаксное сообще­ство. Обычно удается заметить лишь падение скорости изменений до опре­деленного уровня, после которого система остается неизменной. В тех ме­стах, где рельеф местности, почва, водный режим и регулярные возмуще­ния, например, пожары, препятствуют развитию экосистемы до теорети­чески конечного состояния, сукцессия заканчивается эдафическим климак­сом.Последний представляет собой модификации стационарных состоя­ний, соответствующих особым (местным) условиям субстрата.

Если сукцессия происходит вследствие внутренних взаимодействий, то ее называют аутогенной,если она является результатом внешнего воз­действия — аллогенной.Аутогенная сукцессия при заселении новых тер­риторий обычно начинается с несбалансированного сообщества. Метабо­лизм такого сообщества характеризуется тем, что валовая продукция (Р) не равна (больше или меньше) дыханию (К), при этом процесс направ­лен в сторону достижения сбалансированного состояния, когда Р = К. Отношение биомассы (В) к продукции (Р) возрастает в течение сукцес­сии до тех пор, пока не произойдет стабилизации экосистемы, в кото­рой на единицу потока энергии будет приходиться максимум биомассы и симбиотических связей между организмами.

Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном про­странстве, называется серией; переходные сообщества — сериальными стадиями, или стадиями развития.Стадия, на которой окончательно сфор­мировалась стабильная экосистема, и представляет собой климакс.В иде­альном случае климакс должен существовать достаточно долго: пока его не нарушат внешние воздействия.

Понятия “сукцессия” и “климакс” экосистем

Экологические сукцессии (от лат. successio — преемственность, насле­дование) – это постепенные, необратимые (реже — обратимые) направ­ленные изменения биоценозов, протекающие в результате внешних и внут­ренних причин на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействия человека.

Сукцессию можно определить как внесезонную, направленную и непре­рывную последовательность появления и исчезновения популяций разных ви­дов в определенном местообитании.

Термин “сукцессия“ впервые употребил французский ботаник Де Люк (1806) для обозначения смен растительности.

Однако наиболее глубокая теоретическая проработка вопроса принад­лежит Ф. Клеменсу. Он выделил этапы сукцессии, дал представление о ее механизмах, а также том, что все сукцессии в данных климатических ус­ловиях приводят к одному и тому же зрелому растительному сообществу (моноклимаксу).

Другой исследователь, А. Тексли, и некоторые зоологи показали, что в одном районе может формироваться сразу несколько устойчивых расти­тельных сообществ (поликлимакс).

А. Тексли также предложил различать внешние (аллогенные) и внут­ренние (автогенные) факторы сукцессии:

– при аллогенных сукцессиях (от гр. alios – иной и genesis – происхожде­ние) источник изменения биоценоза находится в среде. Движущие

силы сукцессии имеют направленный характер:

– автогенные сукцессии (от греч. autos — сам, genesis — происхождение) происходят в результате изменения условий среды самими сообщест­вами в отсутствии постепенного изменения абиотических факторов. В данном случае источником смены служит сама растительность. Идет

процесс “самоочищения растительности”. Этот процесс можно представить следующим образом:

растительность —> среда —> растительность

Автогенные сукцессии могут быть первичными, когда развитие сооб­ществ идет во вновь образовавшихся местообитаниях, где растительность ранее отсутствовала. А если по какой-либо причине растительность была уничтожена на данной территории, то ее естественное восстановление называется вторичной сукцессией. Например, локальное уничтожение леса болезнями, извержением вулкана, землетрясением (катастрофическая сукцессия); либо вы­пас скота, вырубка лесов, распашка земель, опустынивание (ан­тропогенная сукцессия).

Сукцессии характерны не только для сухопутных, но и для водных экосистем. Их можно обнаружить в озерах, реках и океанах.

Типичный пример сукцессии – подсыхание и загрязнение озера травянистой растительностью, превращение его в болото, а за­тем в неудобье, загрязненное кустарником. Последствием это­го является смена животного мира.

Серия — это единица сукцессии. Она подразумевает развитие формации от появления первых пионеров до заключительной стадии развития биоцено­за — климакса.

Таким образом,климаксовая экосистема (от греч. Klimax – лестница) представляет собой относительно устойчивое и равновесное растительное сообщество довольно долгое время.

В климаксовых сообществах долго сохраняются относительно посто­янные потоки веществ и энергии. Видовой состав таких сообществ обычно богат и разнообразен, а с увеличением биомассы увеличивается и круговорот веществ.

Развитие климаксовой формации (зрелого сообщества) состоит из не­скольких существенных процессов:

– обнажение (участка суши);

Они последовательны на начальных стадиях и взаимодействуют наи­более сложным образом на всех последних.

В сукцесссионном процессе наблюдаются некоторыезакономерности:

– каждая стадия сукцессии характеризуется изменениями в структуре растительности и животного компонента, биоценоза;

– ни один вид растений или птиц не может процветать на протяжении всей сукцессии;

– по мере роста животное население значительно меняет свой состав;

– появляющиеся хищники и паразиты контролируют видовую структуру биоценоза, поэтому последовательная и непрерывная смена видов во времени является характерной чертой большинства сукцессионных процессов.

Источники:

http://studopedia.ru/1_123944_suktsessiya-i-klimaks.html
http://studopedia.su/13_32075_suktsessii-i-klimaks.html
http://lektsii.org/6-42908.html