Ekologinen peräkkäisyys on asteittainen muutos ekosysteemien koostumuksessa, rakenteessa ja toiminnassa ulkoisen tai sisäisen tekijän vaikutuksesta.
Häiriintyneen tasapainon ekosysteemien palauttaminen kulkee selvästi määriteltyjen vaiheiden läpi.
Ekosysteemi voidaan poistaa tasapainosta monin tavoin. Pohjimmiltaan se tapahtuu tulipalo, tulva tai kuivuus. Tällaisen epätasapainon jälkeen uusi ekosysteemi palauttaa itsensä, ja tämä prosessi on säännöllinen ja toistuu monissa tilanteissa. Mitä tapahtuu häiriintyneessä ekosysteemissä? Häiriökohdassa tietyt lajit ja koko ekosysteemi kehittyvät siten, että näiden lajien esiintymisjärjestys on sama samanlaisille häiriöille ja samanlaisille elinympäristöille. Tämä lajin peräkkäinen vaihtaminen toisella on ekologisen peräkkäisyyden ydin.
On kuitenkin toinen malli, joka selittää sukupolven mekanismin seuraavasti: kunkin edellisen yhteisön lajeja korvataan vain jatkuvalla kilpailulla estämällä ja "vastustamalla" seuraavien lajien tuontia.
Tämä teoria käsittelee kuitenkin vain lajien välisiä kilpailusuhteita, ei kuvaa ekosysteemin kokonaiskuvaa kokonaisuutena. Sellaiset prosessit ovat tietysti meneillään, mutta aikaisempien lajien kilpaileminen on mahdollista juuri niiden biotoopin muutoksen takia.
Siksi molemmat mallit kuvaavat prosessin eri näkökohtia ja ovat totta samanaikaisesti. Kun siirrymme peräkkäissarjaa pitkin, ravinteiden osallistuminen ekosysteemien kiertoon on yhä suurempi, mahdollisesti ravinteiden, kuten typen ja kalsiumin (yksi liikkuvimmista biogeeneistä) virtausten suhteellinen sulkeminen ekosysteemissä.
Siksi terminaalivaiheessa, kun suurin osa biogeeneistä on mukana syklissä, ekosysteemit ovat itsenäisempiä näiden elementtien ulkoisesta virrasta. Perimysprosessin tutkimiseksi käytetään erilaisia matemaattisia malleja, mukaan lukien stokastiset mallit.
1.1 Perintötyypit
Mikä tahansa ekosysteemi, joka mukautuu ulkoisen ympäristön muutoksiin, on dynamiikan tilassa. Tämä dynamiikka voi koskea sekä ekosysteemien (organismit, populaatiot, troofiset ryhmät) yksittäisiä linkkejä että koko järjestelmää. Lisäksi dynamiikka voidaan yhdistää toisaalta mukautumisiin ekosysteemin ulkopuolisiin tekijöihin ja toisaalta tekijöihin, jotka ekosysteemi itse luo ja muuttaa.
Nämä muutokset voivat joissain tapauksissa toistua jossain määrin, toisissa ne ovat yksisuuntaisia, eteneviä ja määräävät ekosysteemin kehityksen tiettyyn suuntaan.
Ensisijaiset perimät.
Ensisijaisena ymmärretään yleensä peräkkäin, jonka kehitys alkaa alunperin elottomalla alustalla. Ensisijaista peräkkäisyyttä tutkitaan maanpäällisten ekosysteemien esimerkillä. Jos otamme esimerkiksi maapallon osia, esimerkiksi hylättyjä hiekkakuoppia, eri maantieteellisillä alueilla (metsässä, steppialueilla tai trooppisten metsien keskuudessa jne.), Niin kaikille näille esineille ovat tyypillisiä kuviot kuten:
· Kolonisaatio elävien organismien kautta
· Lajien monimuotoisuuden lisääntyminen
· Maaperän asteittainen rikastaminen orgaanisella aineella
· Lisää hedelmällisyyttä
· Yhteyksien lujittaminen eri lajien tai organismien troofisten ryhmien välillä
· Ilmaisten ekologisten markkinarakojen määrän vähentäminen
· Yhä monimutkaisempien biokenoosien ja ekosysteemien muodostuminen asteittain
· Lisää tuottavuutta.
Pienemmät eliölajit, erityisesti kasvi-organismit, korvataan tässä tapauksessa pääsääntöisesti suuremmilla, eliöiden kiertoprosesseja tehostetaan jne.
Kummassakin tapauksessa voidaan erottaa peräkkäiset peräkkäiset vaiheet, jotka ymmärretään toisten ekosysteemien muutoksiksi, ja peräkkäiset sarjat päättyvät suhteellisen vähän muuttuviin ekosysteemeihin. Niitä kutsutaan huipentumaksi (kreikkalainen. Climax - portaat), juureksi tai solmuksi
Ensisijaisten perimysten kulku tapahtuu useissa vaiheissa.
Esimerkiksi metsävyöhykkeellä: kuiva eloton alusta - jäkälät - sammalta - vuotuiset haarat - ruoho ja monivuotinen ruoho - pensaat - ensimmäisen sukupolven puut - toisen sukupolven puut; aroalueella peräkkäisyys päättyy ruohojen vaiheessa jne.
Toissijaiset perimät.
Termi ”toissijainen periminen” viittaa yhteisöihin, jotka kehittyvät jo olemassa olevan, varhain muodostuneen yhteisön alueella. Paikoissa, joissa ihmisten taloudellinen toiminta ei häiritse organismien suhteita, kehittyy huipentumayhteisö, joka voi olla olemassa määräämättömästi pitkään - kunnes jokin ulkoinen vaikutus (kynnys, hakkuut, tulipalo, tulivuorenpurkaus, tulva) rikkoo sen luonnollinen rakenne. Yhteisön tuhoutumisen tapauksessa siinä alkaa peräkkäisyys - alkuperäisen tilan palauttamisen hidas prosessi. Esimerkkejä toissijaisista perinnöistä: hylätyn pellon, niitty, pellon tai metsän kaataminen. Toissijainen peräkkäisyys kestää useita vuosikymmeniä. Se alkaa vuotuisten nurmikasvien kasvien ilmestymisellä tyhjennetylle maa-alueelle. Nämä ovat tyypillisiä rikkakasveja: voikukka, kylkiopisteri, pohjajalka ja muut. Niiden etuna on, että ne kasvavat nopeasti ja tuottavat siemeniä, jotka ovat sopeutuneet levittämään pitkiä matkoja tuulen tai eläinten avulla. Kahden tai kolmen vuoden kuluttua ne korvataan kuitenkin kilpailijoilla - monivuotisilla ruohoilla ja sitten - pensailla ja puilla, ensisijaisesti haavalla. Nämä kivet peittävät maan ja niiden valtavat juurijärjestelmät kaiken kosteuden otetaan maaperästä, joten niiden kenttätaimien vaikeutuminen, jotka ensin osuivat pellolle, on vaikeaa kasvaa. Perimys ei kuitenkaan lopu tähän; haavan takana näkyy mänty; ja viimeinen - hitaasti kasvava varjoa sietävä laji, kuten kuusen tai tammen. Sata vuotta myöhemmin tällä sivustolla palautetaan metsän ja aurauksen yhteydessä kentällä olleelle yhteisölle.
Periminen on peräkkäistä peruuttamatonta muutosta biokenoosista, joka tapahtuu peräkkäin samalla alueella luonnontekijöiden tai ihmisen altistumisen seurauksena.
Perimyksiä on kahta päätyyppiä:
1. autotrofiset peräkkäisyydet - nämä ovat peräkkäisiä, jotka alkavat tilassa, jossa tuotanto kulutetaan enemmän hengittämiseen. Niitä esiintyy sekä autotrofien että heterotrofien mukana;
2. heterotrofiset peräkkäiset ovat peräkkäisiä, jotka alkavat tilassa, jossa tuotanto on pienempi kuin hengityskustannukset. Niitä esiintyy vain osallistumalla heterotrofeihin, ja niitä tapahtuu vain olosuhteissa, joissa orgaanista ainetta on saatavana ja saatavana (saastuneet lammet, kompostinpaalut, eläinruhot, mätä puu jne.).
Autotrofiset peräkkäiset paikat riippuen jaetaan ensisijaisiin ja toissijaisiin.
Ensisijainen alkaa paikasta, jolla on heikko elämä (kallio, hiekkadyynit, tulivuoren laava jne.). Ne sisältävät useita vaiheita:
1) henkeä menettäneen paikan syntyminen;
2) erilaisten organismien muuttoliikkeet tai niiden uudelleensijoittamispungot;
3) organismien selviytyminen;
4) kilpailu keskenään ja tiettyjen lajien syrjäyttäminen;
5) elinympäristön muuttuminen elinympäristöön, olosuhteiden ja suhteiden asteittainen vakautuminen.
Toissijaiset perimät ovat peräkkäisiä, jotka alkavat tuhoutuneen biokenoosin kohdalta.
Perinnöllisyyden syistä riippuen erotetaan eksodynaaminen (kreikkalaisesta sanasta exo - ulkoisesti) peräkkäisyys, joka johtuu ekosysteemin ulkopuolisista tekijöistä, jotka voivat johtua ilmastomuutoksista, pohjaveden pinnan alenemisesta, merenpinnan noususta jne. Tällaiset muutokset voivat kestää vuosisatojen ja vuosituhansien ajan. Ja ekosysteemin sisäisistä mekanismeista johtuvat endodynaamiset (kreikkalaisesta sanasta endon - sisältä) peräkkäisyydet pannaan täytäntöön erityisillä laeilla, joiden mekanismit ovat edelleen suurelta osin käsittämättömiä. Tiedetään, että kaikilla, jopa ehdottoman elottomilla alustoilla, kuten hiekkadyyneillä tai kovettuneella laavalla, elämä kukoistaa ennemmin tai myöhemmin.
Tässä tilassa olevat yhteisötyypit korvaavat peräkkäin, muuttuen vähitellen monimutkaisemmaksi ja lisääntyväksi lajien monimuotoisuudeksi, muodostaen ns. Peräkkäissarjan, joka koostuu peräkkäisistä vaiheista ja merkitsee yhteisön vaihtumista toiseen. Perintösarja päättyy kypsyysvaiheeseen, jossa ekosysteemi muuttuu hyvin vähän. Ekosysteemejä kutsutaan tässä vaiheessa huipentumaksi (kreikkalaisesta sanasta climax - rappu).
Periminen ekosysteemin aloittamisesta vaihdevuosivaiheeseen voi kestää satoja ja jopa tuhansia vuosia. Tällainen pitkä kesto liittyy pääasiassa tarpeeseen ravinteiden kertymiseen substraattiin. 5-10 vuoden ajan ne rikastuttavat substraattia jonkin verran ravinteilla muodostaen maaperän alkupisteitä. Sitten heinät laskeutuvat näille edelleen erittäin huonoille maaperäille, rikastaen edelleen maaperää. Viisitoista vuotta peräkkäin alkamisen jälkeen ensimmäiset pensaat asettuvat kerran elottomaan tilaan, joka korvataan vähitellen lehtipuiden valoa rakastavilla puilla, useimmiten koivulla ja haavalla, joille on ominaista nopea kasvu. 50-vuotiaana voimakkaimmat puut erottuvat nuoressa lehtipuumetsässä, mikä peittää heikommat versot, jotka kuolevat, jolloin on mahdollista asettua kuudenkasvun lehtimetsän katosen alle. Kuusi on varjosietoisempi, lehtipuiden suojassa, se vähitellen tarttuu kasvuun ja valloittaa heiltä asuintilan. Jossain vaiheessa 70-vuotiaana ekosysteemi saavuttaa kuusen ja lehtipuiden sekoitetun metsän vaiheen. Lehtipuilla on tuolloin aika vanhentua, ja kuusi siirtyy vähitellen ensimmäiselle tasolle varjostaen ja ohentaen kaiken lehtipuiden kasvillisuuden. 90-vuotiaana tämä ekosysteemi saavuttaa huipentumavaiheen, jolle on ominaista lehtipuiden melkein täydellinen puuttuminen. Kuusta tulee hallitseva muokkauslaji, joka muodostaa erityisellä tavalla koko ekosysteemin asuuyhteisön koko elämän.
Kaikki ekosysteemien rakenteelliset piirteet ovat seurausta niiden kehityksestä. Laajamittaiset stressivaikutukset johtavat ekosysteemin tasapainoon, mikä johtaa usein sen tuhoamiseen. Ne voivat tapahtua sisäiset syyt(esimerkiksi uusien lajien muodostuminen) tai ulkoisten tekijöiden vaikutuksen alaisena(esimerkiksi suolaistuminen, tulvat, vieraiden eläimistö- ja kasvilajien tunkeutuminen) luonnollinen(esimerkiksi maan nostamisen tai laskemisen, tulipalojen, tulvien, tulivuorenpurkausten, maanjäristysten, jäätiköiden vetäytymisen seurauksena) tai ihmistoiminnan(metsien häviäminen, tulipalot, kaivostoiminta, saastuminen, vesistöjen alla olevien maiden tulvat, peltomaan puhdistaminen) alkuperää,olla etenevä(ts. mukana tuottavuuden ja lajien rikkauden lisääntyminen) tai päinvastoin, taantua.
Tällaisen laajamittaisen rikkomuksen jälkeen ”vaikutusalue” alkaa elpyä useissa vaiheissa. Väliaikainen prosessi peruuttamattomista muutoksista biogeocenoosin koostumuksessa ja rakenteessa (Ekosysteemin) mikä johtuu ulkoisista tai sisäisistä tekijöistä, sitä kutsutaan ekologinen peräkkäisyys tai vain sarja (Sekvenssi).
Klassinen esimerkki peräkkäisyydestä on järven umpeenkasvu ja sen muuttuminen suoksi.
Jos biogeoennoosi ei ole nopean tai keskipitkän peräkkäisen tilan tilassa, niin sen tuotanto, biomassa ja lajien rikaste vaihtelevat tietyn keskiarvon ympärille itsesääntelyprosessien seurauksena negatiivisen palautteen perusteella. Tällainen biogeoennoosi on dynaamisen tasapainotilan tai homeostaasin tilassa.
Valitettavasti nykyään ihmiset vievät melkein kaikkialla ekosysteemit vakaasta tilasta, mikä lisää biosfäärin yleistä epävakautta.
Perimät tapahtuvat hidas(kestää vuosituhansia ja kymmeniä tuhansia vuosia) keskimääräinen(vuosisata) ja nopea(Vuosikymmen).
Yksittäisiä vaiheita kutsutaan usein sarjavaiheet.Jokaiselle sukupolvenvaiheelle on ominaista tietty yhteisö, jossa on pääosin tiettyjä lajeja tai elävien olentojen ryhmiä.
Ekologisten järjestelmien muodostamisprosessi vie kauan. Ympäristöjärjestys jatkuu yleensä, kunnes yhteisöstä tulee vakaa ja omavarainen. Useiden sukupolvien muutos vaaditaan, kunnes vakaan ekosysteemin tasapainoominaisuudet on vahvistettu. Tätä lopullisen tasapainotilan tilaa kutsutaan vaihdevuodet ja kohderyhmää, joka miehitti häiriintyneen alueen, kutsutaan kypsä yhteisö.
Erilaisissa abioottisissa olosuhteissa muodostuu epätasainen lopullinen huipentumaekosysteemi. Kuivassa ja kuumassa ilmastossa siitä tulee autiomaa; kuumassa, mutta kosteassa - sademetsissä jne. Maapallolla on tunnistettu useita suuria maanpäällisiä huipentumaekosysteemejä, joita kutsutaan biomes: tundra, havumetsät (taiga), lauhkeat metsät, stepit, aavikot, savannit, trooppiset sademetsät.
Joten tärkein b ioma Earth ovat vastaavien maantieteellisten alueiden huipentumaekosysteemejä.
Ekologisia sukupolvia, joissa biologinen tuottavuus ja lajien monimuotoisuus lisääntyvät, kutsutaan yleisesti progressiivinen.Jos nämä parametrit vähenevät - regressiivinen (kääntyvä).Ekosysteemien epäröinti tapahtuu useimmiten liiallisilla ihmisten vaikutuksilla niihin (niittyjen ylen laiduntaminen jne.)
Jokaisessa paikkakunnassa ekosysteemit ovat menestyksellisesti erilaisia. Ekosysteemien ja biokeinoosien peräkkäisen ajan määrittäminen ei ole helppoa. Yksilölliset biokenoosit ovat niiden muodostumisen historiasta ja olemassaolon kestosta riippuen edelläkävijä,muut - suktsesiynymi,kolmas - huipentuma.
Perimysvaiheiden kulkemisessa on yleisiä malleja: ensinnäkin vaihejärjestys on melko jäykästi kiinteä ja se on ominaista tietylle ekosysteemiluokalle. Todettiin myös, että perintölaki hidastaa vaiheiden muutosnopeutta. Se perustuu siihen tosiseikkaan, että mitä lähempänä ekosysteemiä on huippunsa, sitä hitaampaa on siirtyminen vaiheesta toiseen.
Ekologit erottavat kaksi ekologisen sukupolven tyyppiä: ensisijainen ja toissijainen. Mikä tyyppi havaitaan, riippuu alueen olosuhteista prosessin alussa.
Ensisijainen peräkkäisyys- Tämä on ekosysteemin muodostumis- ja kehitysprosessi asumattomassa paikassa: paljaat kivet, hiekkadyynit, kaivoksen kaivoksissa ja louhoksissa olevat jätekivet, penkit.
Paljas kivi ei sovellu elämään. Siemenet tuskin löytävät kiinnitykseen ja itämiseen sopivaa paikkaa, ja vaikka ne itävät, versot kuolevat todennäköisesti tuulen ja auringon vaikutuksesta veden puutteen takia. Vain sammal voi kasvaa tällaisissa olosuhteissa. Sen pienet itiöt kiinnittyvät pienimpiin halkeamiin. Se vangitsee veden tai tuulen tuomat kivi- ja humushiukkaset. Kuivuuden myötä sammal menee passiiviseen lepotilaan: se ei kehitty, mutta se ei myöskään kuole. Pienin kosteus aiheuttaa sen kasvun, ja kallion pinnalla kasvaa sammalmatto. Maaperä alkaa vähitellen kertyä. Yhdessä sammalpeitteen kanssa se tarjoaa siemenkasveille sijoittautumispaikan, ja sammal pidättää siementen itämiseen tarvittavan veden. Suuret kasvit puolestaan kerääntyvät ja muodosta maaperätuhoaa kallion juurineen. Lopuksi maaperän kerros on riittävä pensaiden ja puiden kehittymiseen. Niiden putovat lehdet ja oksat estävät sammalien ja muiden pienien lajien kasvua, jotka ovat alkaneet ensisijaisen sukupolven. Alun perin paljaalla kalliolla sammalit korvataan ruohoilla ja sitten metsillä. Ensisijainen peräkkäisyys - paljaan kiven vaiheesta huipentumiseen (kypsä metsä) voi kestää useita satoja vuosia.
Yleisempi tyyppi perimys on toissijainen peräkkäin toisin sanoen palauttaa ekosysteemi, joka oli kerran olemassa tietyllä. Esimerkki siitä on hylättyjen peltojen muuttaminen lehtimetsiksi.
Koealat, joissa toissijaista peräkkäisyyttä voidaan havaita, voidaan hylätä viljelysmaata, polttaa tai hajottaa metsäaloja, maita, joissa kasvillisuus tuhoutui kaivostoiminnan seurauksena, voimakkaasti saastuneita vesilähteitä, aiemmin tulvatut alueet jne. Koska jotakin maakerrosta on saatavana, uusi kasvillisuus saattaa ilmestyä vain muutamassa viikossa.
Ensinnäkin yrtit, jotka ovat hyvin sopeutuneet siirtymään paljaaseen maahan, asettuvat hylätylle pellolle (kesanto). Heidän siemenet itävät keväällä, ja kesän aikana ne kaappaavat nopeasti tilaa hiipivien versojen avulla. Lisäksi nämä yrtit sietävät kuivuutta täydellisesti. Ne korvataan kuitenkin helposti korkeammalla tyyppisillä viljoilla ja muilla yrtteillä, jotka varjostavat niitä, joiden kehittämiseen vaaditaan pidempi aika. Sitten nuoret mäntypuut tunkeutuvat ruohopeitteeseen, joka kestää suoraa auringonvaloa ja avointen paikkojen lämpöä. Ne varjostavat pienikokoisia, mikä vaatii ruohon hyvän valaistuksen. Peli korvaa mänty. Mutta katossa mänty versot eivät enää voi kehittyä - heiltä puuttuu myös valoa. Sen sijaan aluskasvu muodostaa kestävän viileät varjostetut olosuhteet. Lopulta mäntyjen kuollessa (40–100 vuoden kuluttua) ne korvataan lehtipuilla. Lehtipuiden taimet kehittyvät normaalisti vanhemman katossa, mikä antaa aikaan sukupolvien vaihdon ja populaatioiden vakauden, peräkkäisyys loppuu - huipentuma tapahtuu.
Minkä tahansa mittakaavan peräkkäisyys loppuu kypsän yhteisön muodostumiseen, ja ekosysteemissä kaikki populaatiot tulevat tilaan dynaaminen tasapaino. Lisäksi nämä ekosysteemit ovat olemassa aiemmin keskusteltujen ekosysteemien toimintaa koskevien lakien ja periaatteiden mukaisesti.
Minkä tahansa mittakaavan perimille on ominaista joukko yleisiä lakeja, joista monet ovat tärkeitä käytännön ihmistoiminnalle:
Perintövaiheen aikana lajien monimuotoisuus kasvaa vähitellen. Tämä johtaa monimutkaisiin yhteyksiin yhteisössä, ruokaketjujen haarautumiseen ja troofisen verkon monimutkaistumiseen, järjestelmän sääntelykyvyn ja sen vakauden vahvistamiseen.
Järjestelmän energiatasapainossa tapahtuu vakavia muutoksia. Energian kannalta peräkkäisyys on sellainen epävakaa yhteisön tila, jolle on ominaista kahden indikaattorin välinen epäsuhta: koko järjestelmän brutto tuottavuus ja energiakustannukset elintärkeiden toimintojen ylläpitämiseksi - hengitys.
Perimisen jälkeen yhteisön kokonaisbiomassa kasvaa ensin, mutta sitten tämän kasvunopeus hidastuu ja huipentumavaiheessa järjestelmän biomassa vakiintuu.
Perintövaiheen varhaisessa vaiheessa yhteisön netto tuottavuus on suhteellisen korkea. Kypsissä, vakaissa ekosysteemeissä melkein kaikki kasvillisuuden kasvu otetaan vastaan ja kulutetaan heterotrofisissa ravintoketjuissa, joten yhteisön netto tuottavuus lähestyy nollaa.
Kaikki peltojen, puutarhojen, laidunniittyjen, vihannespuutarhojen ja kasvihuoneiden ekosysteemit, toisin sanoen kaikki maatalouskäytännössä keinotekoisesti luodut agrosenoosit, ovat ihmisten erityisesti tukemia järjestelmiä peräkkäisen alkuvaiheen aikana. Agrosenoosien aikana niiden ominaisuutta käytetään tuottamaan erittäin puhtaita tuotteita, koska kaikki rikkakasveista peräisin olevien viljeltyjen kasvien kilpailuvaikutukset hillitään agroteknisillä toimenpiteillä, ja tuholaisten aiheuttamat ravintoketjut eivät vaarannu useilla toimenpiteillä, esimerkiksi kemiallisella ja biologisella torjunnalla. Nämä yhteisöt ovat kuitenkin epävakaita, kykenemättömiä parantamaan itseään ja säätelemään niitä, ja niitä uhkaa kuolema tuholaisten tai sairauksien massan lisääntymisen kautta. Niiden ylläpitämiseksi tarvitaan jatkuvaa ihmisen toimintaa.
Joidenkin lajiyhteisöjen säännöllistä korvaamista muilla, jotka liittyvät ekosysteemimuutoksiin, kutsutaan successions (lat. successions - perintö).
Ensisijaiset perimät (Kuva 135) esiintyy paikoissa, joissa elämä hävisi jonkin aikaa kokonaan, esimerkiksi tulivuorten rinteillä, joita pitkin laava virtaa. Jäkälät tulevat ensimmäisiksi uudelleensijoittajille. Niiden olemassaoloa varten ei tarvita muita organismeja, vaan vain kiinteää alustaa, johon ne ovat kiinnittyneet. Sitten, kun tuulet laskevat maaperän, esiintyy sammalta ja nurmikasveja. Seuraava vaihe on pensasyhteisöt, joissa on mukana erilaisia pajulajeja. Ekosysteemien kehityksen aikana esiintyy jo useiden selkärangattomien populaatioita, ja ajan myötä, kun havumetsät alkavat muodostua, myös selkärankaisia saapuu tänne.
Toissijainen peräkkäin (Kuva 136) voi olla seurausta luonnonkatastrofeista, ilmastomuutoksista tai ihmisen tuhoisista vaikutuksista. Tyypillinen esimerkki toissijaisesta perimästä on mäntymetsän ekosysteemin palauttaminen tulipalon jälkeen. Samaan aikaan abioottiset olosuhteet muuttuvat radikaalisti: ensinnäkin valaistus, lämpötila ja kosteus. Siksi aluksi valoa rakastavat ja kuiva rakastavat nurmikasvit kasvavat maaperässä säilyneistä siemenistä, ja loistuminen kasvaa yksivuotisten ja monivuotisten yrttien kanssa. Sitten siihen kohtaan muodostuu vähitellen läpäisemättömiä vadelmapuita, joissa nuoret koivut murtuvat paikoin. Ajan myötä muodostuu koivumetsä, jonka katossa mäntymetsä palautuu - männyt alkavat kasvaa, ja 100–150 vuoden kuluttua tähän paikkaan saattaa jälleen ilmestyä todellinen mäntymetsä. Lisäksi sillä ehdolla, että uusia tulipaloja ei tule tai että viidenkymmenen vuoden kuluttua tätä metsää ei raideta.
| Kuva 135. Ensisijaisen sukupolven järjestelmä |
 |
| Kuva 136. Toissijainen perimysjärjestelmä |
Koska sarja - tämä on ensinnäkin fytokenoosien muutosta, ja useimpien monivuotisten kasvien elinikä on vähintään useita vuosikymmeniä, jolloin elementtien tai ihmisten tuhoamien ekosysteemien palauttaminen vie satoja vuosia. Ukrainan luonnollisissa olosuhteissa ennätysten haltijat ovat tammimetsät, joiden herätysjakso kattaa yli sata vuotta. Siksi ei ole epäilystäkään siitä, että nykyisessä metsien suojelua koskevassa asenteessa on lähes mahdotonta jatkaa kaadettujen tammimetsien aloittamista.
Älä missään tapauksessa pidä ottaa sarja vain ekologisena edistyksenä - yksinkertaisen ekosysteemin muuttuminen monimutkaiseksi, yksikerroksisesta monitasoiseksi, vähemmän tuottavasta tuottavammäksi. Siellä on ns regressiiviset perimät . Ne liittyvät ekosysteemien yksinkertaistamiseen, kerrosten määrän vähentymiseen, organismien määrän vähentymiseen ja tuottavuuden laskuun. Niiden syy on ihmisen tuhoisat vaikutukset ympäristöön. Materiaali sivustolta
tyypillinen esimerkki taantumasta peräkkäin on Azovin meren moderni ekosysteemi. Se oli kerran maailman tuottavin meriallas. Sen suolan ulkopuolella oleva vesi lämmitti hyvin, joten täältä löytyi sekä meren että makean veden organismeja, meri-, makean veden ja muuttokaloja. Don- ja Kuban-joen sääntely vähensi makean veden virtausta Azovin merelle, siitä tuli suolaista eikä sovi monille arvokkaille lajeille. Lisäksi lukuisat nuottaa käyttävät nuottaa käyttävät vain kalakannat. Nyt Azon-mereen ei ole enää turskaa, Mustanmeren silakkaa, on kilohaili, hamsa, hauki ja ram. Jopa varastomuutiset vähenivät kymmenen kertaa. Myös joukko nilviäisiä ja äyriäisiä on kadonnut. Mutta heidän paikkansa ottivat meduusa ja ktenofoorit - primitiiviset selkärangattomat, jotka kuuluivat erilliseen tyyppiin ja muistuttivat ulkoisesti meduusoja. Seurauksena heikoimmasta Azovin merestä tuli ekologisen katastrofin paikka.
Voimme havainnollistaa kuinka monta kalaa Azovinmerellä oli, voimme antaa esimerkin. Azovinmeren pohjoisrannikko on aro, ja siksi polttopuut ovat aina olleet suuri alijäämä. Siksi XX vuosisadan alussa. kylminä talvina paikalliset asukkaat kuumensivat uuneja kuivatulla sudakalla!
Tällä sivulla on materiaalia aiheista:
Regressiivinen peräkkäisyys on
Mikä on toissijainen peräkkäin lyhyt määritelmä
Esimerkki regressiivisesta peräkkäisyydestä
Toissijaisen perimän laboratoriotyöt
Ekologia regressiivinen
Kysymyksiä tästä materiaalista:
Perintö ja sen tyypit
2.1. Perimyskäsitys
Häiriintyneen tasapainon ekosysteemien palauttaminen kulkee selvästi määriteltyjen vaiheiden läpi.
Ekosysteemi voidaan poistaa tasapainosta monin tavoin. Tämä on yleensä tulipalo, tulva tai kuivuus. Tällaisen epätasapainon jälkeen uusi ekosysteemi palauttaa itsensä, ja tämä prosessi on säännöllinen ja toistuu monissa tilanteissa. Mitä vaurioituneessa ekosysteemissä tapahtuu? Häiriökohdassa tietyt lajit ja koko ekosysteemi kehittyvät siten, että näiden lajien esiintymisjärjestys on sama samanlaisille häiriöille ja samanlaisille elinympäristöille. Tämä joidenkin lajien peräkkäinen muutos toisten toimesta on ekologisen peräkkäisyyden ydin.
sarja (Latinalaisesta kielestä peräkkäisyys - jatkuvuus, perintö), joidenkin fytoosinoosien (biokenoosit, biogeosynoosit) korvaaminen peräkkäin toisilla tietyssä ympäristön osassa.
successions - Nämä ovat asteittaisia, peruuttamattomia, suunnattuja ekosysteemimuutoksia, jotka tapahtuvat samalla alueella sijaitsevien ulkoisten ja sisäisten syiden seurauksena luonnollisten tekijöiden tai ihmisen vaikutusten vaikutuksesta.
Perimättä on monia muotoja: pyrogeeninen, katastrofaalinen, ihmisen toiminta jne. Pyrogeenisten peräkkäisten syiden syynä ovat tulipalot; katastrofaalinen - tulivuorenpurkaukset, hurrikaanit, epätavallinen tulva, tuholaisten joukko lisääntyminen jne .; ihmisen taloudellinen toiminta.
2.2. Perimisen syy (yksityinen)
Perintösiirtymät johtuvat yleensä siitä, että nykyinen ekosysteemi (yhteisö) luo epäsuotuisat olosuhteet sitä täyttäville organismeille (maaperän väsymys, aineiden epätäydellinen kierto, itsemyrkytys eristys- tai hajoamistuotteiden kautta jne.). Tällaiset ilmiöt ovat todellisia, mutta eivät selitä kaikkia ekosysteemimuutosten tapauksia. Esimerkiksi pohjoisissa metsissä kuusen puumaisten yhteisöjen tuominen katosen päähän johtui ensisijaisesti siitä, että jälkimmäinen käyttää entisen biologisia ominaisuuksia maaperän heikolla varjostuksella. Itse maaperän olosuhteet eivät ole vain lehtipuiden kannalta suotuisat, vaan paranevat myös asteittain niille (ravinteet kertyvät, happamuus laskee jne.). Siksi ei ole syytä puhua itsemyrkityksestä tai muista vastaavista syistä vuoroihin.
Näkökulmaa, jonka mukaan kuusen ulkonäkö lehtimetsien ja puiden katossa ei ole vahvistettu ehdoitta, johtuu siitä, että nuorena tämä laji vaatii varjostusta. Tiedetään esimerkiksi, että kuusi kasvaa hyvin nuorena täydessä valaistuksessa (paljon parempi kuin muiden puulajien katoksen alla). Erityisesti tästä ilmenee lukuisia esimerkkejä kuusen viljeltyjen fytokenoosien luomisesta (nuorten kasvien istuttaminen tai siementen kylvö) avoimille tiloille.
2.3. Inhimillinen tekijä
Luonnollisten tekijöiden ohella syyt ekosysteemien dynamiikkaan ovat yhä useammin ihmisiä. Tähän mennessä he ovat tuhottaneet suurimman osan alkuperäiskansojen (huipentuma) ekosysteemeistä. Esimerkiksi steppi on kynnetty lähes kokonaan (säilytetään vain suojatuilla alueilla). Hallitsevia metsäalueita edustavat lehtipuulajien (koivu, haapa, harvemmin paju, leppä ja muut) siirtymäkauden (väliaikaiset) ekosysteemit. Näitä metsiä kutsutaan yleensä johdannaisiksi tai toissijaisiksi. Kuten edellä todettiin, ne ovat peräkkäisiä vaiheita. Ihmisen toiminta, kuten kosteikkojen kuivatus ja liiallinen kuormitus metsiin, johtaa myös muutoksiin ekosysteemeissä. Esimerkiksi väestön virkistys (virkistys), ympäristön kemiallinen pilaantuminen, lisääntynyt karjan laiduntaminen, tulipalot jne. Ihmisille aiheutuvat vaikutukset johtavat usein ekosysteemien yksinkertaistamiseen. Tällaisia ilmiöitä kutsutaan yleensä degressioiksi. Siellä on esimerkiksi laitumia, virkistysmahdollisuuksia ja muita huonontumisia. Tämän tyyppisiä muutoksia ei yleensä suoriteta huipentumaekosysteemeillä, joille on ominaista rakenteen monimutkaisuus, vaan katocenoosin vaiheissa, jotka usein päättyvät ekosysteemien täydelliseen hajoamiseen. Climax-ekosysteemit ovat yleensä herkkiä elämänsä erilaisille interventioille. Vastaaviin vaikutteisiin havumetsien lisäksi myös muut alkuperäiskansojen yhteisöt ovat herkkiä, esimerkiksi tammimetsät. Tämä on yksi syy tammimetsien katastrofaaliseen häviämiseen nykyaikana ja niiden korvaamiseen, kuten havumetsien kanssa, vähemmän arvokkailla, mutta kestävämmillä väliaikaisilla ekosysteemeillä koivusta, haavasta, pensaista tai ruohoista. Jälkimmäinen on erityisen tyypillinen stepien ja metsä-stepien tammimetsien tuhoamisessa.
2.4. Perintötyypit
Seurauksia, joiden kanssa tutustuimme metsävyöhykkeen esimerkkiin, kutsutaan ensisijaisiksi, koska ne alkavat alun perin elottomalta tilalta (alusta). Kivikallioiden lisäksi tällaiset peräkkäisyydet voivat alkaa hiekkaisista paljastumista, tulivuorenpurkaustuotteista (jäätynyt laava, tuhkakerrostumat) jne.
Ensisijaisen päästöjen lisäksi sekundaarinen peräkkäin. Jälkimmäiset eroavat ensisijaisista arvoista siinä, että ne eivät yleensä ala nollasta, vaan syntyvät häiriintyneiden tai tuhoutuneiden ekosysteemien paikassa. Esimerkiksi metsien häviämisen jälkeen metsäpalot, kun kasvatetaan maatalousmaan pinta-aloja. Suurin ero näiden peräkkäisten seikkojen välillä on se, että ne tapahtuvat verrattain nopeammin kuin ensisijaiset, koska ne alkavat välivaiheesta (heinät, pensaat tai puumaiset pioneerikasvit) ja rikkaampien maaperien taustalla. Toissijainen peräkkäisyys on tietenkin mahdollista vain niissä tapauksissa, jos henkilöllä ei ole vahvaa ja pysyvää vaikutusta ekosysteemien kehitykseen. Jälkimmäisessä tapauksessa, kuten edellä todettiin, prosessi noudattaa asteittaista purkamista ja päättyy katocenoosin ja alueiden autioitumisen vaiheeseen.
On myös autotrofisia ja heterotrofisia peräkkäin. Yllä olevat esimerkit peräkkäyksistä ovat autotrofisia, koska ne kaikki tapahtuvat ekosysteemeissä, joissa kasvillisuus on keskeinen linkki. Heterotrofisten komponenttien muutokset liittyvät sen kehitykseen. Tällaiset peräkkäisyydet ovat mahdollisesti kuolemattomia, koska ne täyttyvät jatkuvasti energialla ja aineella, joka muodostuu tai kiinnittyy organismeihin fotosynteesin tai kemosynteesin aikana. Ne on saatu päätökseen, kuten on todettu, ekosysteemien huipun kehitysvaihe.
Heterotrofisiin ovat ne peräkkäiset, jotka tapahtuvat substraateissa, joissa ei ole eläviä kasveja (tuottajia) ja joissa ovat mukana vain eläimet (heterotrofit) tai kuolleet kasvit. Tämän tyyppinen peräkkäisyys tapahtuu vain niin kauan kuin on olemassa valmiita orgaanisia aineita, joissa korvataan erityyppiset tuhoajaorganismit. Kun orgaaninen aine tuhoutuu ja siitä vapautuu energiaa, peräkkäissarja loppuu ja järjestelmä hajoaa. Siksi tämä peräkkäisyys on luontaisesti tuhoisa. Esimerkkejä heterotrofisista ovat peräkkäisyydet, jotka tapahtuvat esimerkiksi kuolleen puun tai eläinruhon hajoamisen aikana. Joten kuolleen puun hajottamisessa voidaan erottaa useita heterotrofisten siirtymien vaiheita. Ensimmäinen kuolleesta, usein heikentyneestä puusta, hyönteiskorvakardioidit asettuvat. Seuraavaksi ne korvataan hyönteisillä, jotka ruokkivat puuta (ksylofages). Näitä ovat piipun, kultakalan ja muiden toukat. Samanaikaisesti sienipopulaatiossa tapahtuu muutoksia. Niillä on suunnilleen seuraava järjestys: pioneerisienet (yleensä maalaa puuta eri väreillä), tuhoamisienet, jotka edistävät pehmeän mätän muodostumista, ja humikaattorit, jotka muuttavat osan mätäneestä puusta humusta. Bakteerit ovat myös läsnä kaikissa peräkkäisen vaiheen vaiheissa. Lopulta irtotavarana oleva orgaaninen aine hajoaa lopputuotteiksi: mineraalit ja hiilidioksidi. Heterotrofisia peräkkäinolosuhteita toteutetaan laajasti detrituksen hajoamisessa (metsissä sitä edustaa metsähiekka). Niitä esiintyy myös eläinten ulosteissa, saastuneissa vesissä, etenkin intensiivisesti vesien biologisessa käsittelyssä aktiivisella lietteellä, joka on kyllästetty suurella määrällä organismeja.
2.5. Perintöprosessin yleiset lait
Kaikille peräkkäisille, etenkin primaarisille, joille on tunnusomaista seuraavat prosessin yleiset mallit:
1. Alkuvaiheessa lajien monimuotoisuus on merkityksetöntä, tuottavuus ja biomassa ovat alhaiset. mutta peräkkäisyyden kehittyessä nämä luvut kasvavat.
2. Kertomusjaksosarjan kehittyessä organismien välinen suhde kasvaa. Symbioottisten suhteiden lukumäärä ja rooli ovat erityisen kasvussa. Luontotyyppiä kehitetään täydellisemmin, ketjut ja sähköverkot muuttuvat monimutkaisemmiksi.
3. Vapaiden ekologisten markkinarakojen lukumäärä vähenee, ja huippukokouksessa niitä joko puuttuu tai niitä on vähän. Tältä osin peräkkäisyyden kehittyessä yksittäisten lajien lukumäärän puhkeamisen todennäköisyys pienenee.
4. Aineiden kierto-, energiavirtaus- ja ekosysteemien hengitysprosesseja tehostetaan.
5. Prosessiprosessin nopeus riippuu suurelta osin niiden organismien elinajanodotteista, joilla on merkittävä rooli ekosysteemien koostumuksessa ja toiminnassa. Tältä osin metsien ekosysteemien pisin peräkkäin. Lyhyesti sanottuna, ne ovat ekosysteemeissä, joissa autotrofista yhteyttä edustavat nurmikasvit, ja vielä nopeammin vesiekosysteemeissä.
6. Perimyksen viimeisten (huipentuma) vaiheiden pysyvyys on suhteellinen.
Samalla dynaamisia prosesseja ei keskeytetä, vaan vain hidastaa.
Dynaamiset prosessit jatkuvat elinympäristön muutosten, organismien sukupolvien vaihdon ja muiden ilmiöiden takia. Suhteellisen suuren osan vievät syklisen (heilahtelu) suunnitelman dynaamiset prosessit.
7. Huippukokouksen kypsässä vaiheessa biomassa yleensä saavuttaa maksimiarvon tai lähellä maksimiarvoja. Yksittäisten yhteisöjen tuottavuus vaihdevuosivaiheessa on epäselvä.
Yleensä katsotaan, että seuraajaprosessin kehittyessä tuottavuus kasvaa ja saavuttaa maksimiarvon välivaiheissa, ja sitten laskee voimakkaasti huipentumayhteisössä. Jälkimmäiselle katsotaan johtuvan ensinnäkin siitä, että tällä hetkellä kuluttajat kuluttavat ensiötuotannon enimmäismäärän, ja toiseksi, ekosysteemi kehittää erittäin suuren massan assimilaatiolaitteistoa, mikä johtaa valon puutteeseen, mikä johtaa fotosynteesin intensiteetin laskuun ja lisää häviöitä hengitysautrofiilien assimilaatiotuotteet.
Näitä säännöksiä ei voida ulottaa kaikkiin huipentumayhteisöihin. Esimerkiksi havumetsässä olevien heterotrofien määrän lisääntymiseen verrattuna lehtipuihin ei ole todellisia edellytyksiä. Pikemminkin jälkimmäisessä on enemmän vihreiden tuotteiden kuluttajia ja todennäköisemmin fytofagien yksittäisten lajien, esimerkiksi hyönteisten, määrän puhkeamista.
Ei ole myöskään teoreettisia lähtökohtia eikä tosiasiallisia tietoja, jotka osoittaisivat, että kypsässä huipentumisjärjestelmässä, esimerkiksi kuusimetsissä, neulojen massa saavuttaa liian korkeat arvot. Tämä on ristiriidassa organismien mukaisen biogeenisen geokemiallisen energian lisääntymiseen mukautumisen periaatteen kanssa niiden eloonjäämisen edellytyksenä (VI Vernadskyn toinen biogeokemiallinen periaate). Koko metsätalouskokemus osoittaa myös huipentuneiden metsäyhteisöjen korkeimman tuottavuuden (suhteessa havupuiden tai havupuu-lehtipuiden metsävyöhykkeeseen). Muutoin tuotteiden (puun) hankkimisen kannalta on väistämättä todettava, ettei metsien huipentumavaiheiden kasvattamiseen ja säilyttämiseen ole suositeltavaa keskittyä.
Muiden ekosysteemien, kuten niitty, suhteen voimme olla yhtä mieltä siitä, että mahdollisuudet tuotteiden hankkimiseen huipentumavaiheessa vähenevät, mutta ei siksi, että sen kasvu vähenee (kasvu, tuottavuus), vaan siitä syystä, että heterotrofit vieroittavat suuremman osan siitä. vydaniyan stabiilien ketjujen muodostuminen.
Toisin sanoen ekosysteemien tuottavuus peräkkäisten huipentumavaiheissa on korkea. Yleensä enimmäismäärä, joka johtuu tilan täydellisemmästä kehityksestä. Henkilön kyky poistaa alkutuotanto on kuitenkin rajoitettu (joskus nolla-arvoon), koska se sisältyy ravintoketjuun.
johtopäätös
Ekologinen järjestelmä on mikä tahansa elävien organismien ja niiden elinympäristöjen yhdistelmä, joka on kytketty toisiinsa aineenvaihdunnan, energian ja tiedon avulla ja jota voidaan rajoittaa avaruudessa ja ajassa, jotta se olisi tärkeä konkreettisille tutkimusperiaatteille.
Abstraktisti tarkasteltiin ekologisten järjestelmien hierarkiaa ja esimerkeillä osoitettiin, että mikä tahansa ekologinen järjestelmä koostuu osajärjestelmistä. Niiden määrää ja laadullista eroa ei voida tiukasti vahvistaa, mutta ne voidaan määrittää fysiografisten ja muiden elämänolosuhteiden perusteella. Tai komponenttien täydellisyyssäännön perusteella: ekosysteemin funktionaalisten komponenttien lukumäärä ja niiden väliset suhteet kvasistatiivisessa tilassa on aina optimaalinen.
Tämän säännön rikkominen, joka johtuu järjestelmän sisäisestä itsekehityksestä tai ulkoisesta vaikutuksesta siihen, johtaa järjestelmän tasapainottomuuteen ja stimuloi sen siirtymistä eri laatuun.
Tässä artikkelissa tarkasteltiin myös ekologista peräkkäisyyttä.
Minkä tahansa mittakaavan peräkkäisyys loppuu kypsän yhteisön muodostumiseen, ja ekosysteemissä kaikki populaatiot ovat dynaamisen tasapainotilan tilassa.
Perimävaiheessa lajien monimuotoisuus kasvaa vähitellen.
Energian kannalta peräkkäisyys on epävakaa yhteisön tila, jolle on ominaista kahden indikaattorin epäsuhta: brutto tuottavuus ja koko järjestelmän energiamenot elämän ylläpitämiseksi - hengitys.
Poistamalla puhtaiden tuotteiden ylijäämä yhteisöistä, jotka ovat perimisen kehityksen alussa, viivytämme sitä, mutta emme vaaranna yhteisön olemassaolon perustaa.
Häiriöt vakaisiin, huipentumajärjestelmiin aiheuttavat väistämättä epätasapainoa. Niin kauan kuin loukkaaminen ei ylitä järjestelmän itseparannuskykyä, toissijaiset peräkkäisyydet voivat palauttaa sen alkuperäiseen tilaansa - tätä käytetään esimerkiksi hakkuiden suunnittelussa.
Siten tämän työn tavoite saavutettiin, kaikki tehtävät ratkaistiin.
Luettelo käytetyistä lähteistä
Akimova, T.A. Ekologia: Oppikirja yliopistoille / TA. Akimov, VLZ. Haskin. - M: UNITY, 1998, - 445 s.
Ilina TA Ekologia ja luonnonsuojelu [sähköinen resurssi] - käyttötila: http://revolution.allbest.ru/ecology/00074999_0.html.
Kormilitsin, V.I. Ekologian perusteet: Oppikirja, käsikirja / V.TS. Kormilidin. - M .: Interstil. 1997. - 368 s.
Mavrishchev, V.V. Yleisen ekologian perusteet: Oppikirja. käsikirja / V.V., Mavrishchev. - Mn .: Sinun. koulu., 2000, - 317 s.
Ympäristönsuojelu: Oppikirja teknilliselle. erityinen, yliopistot / toim. SZ . Belov. - M .: Yläaste, 1991. - 319 s.
Reimers, N.F. Luonnon ja ihmisympäristön suojeleminen: Sanasto / NF. Reimers. - M: Enlightenment, 1992. - 320 s.
Shimova, O.S. Ekologian ja ympäristötalouden perusteet: Oppikirja / O.S. Shimova, N.K. Sokolovsky. - Minsk: BSEU, 2001 -367 s.
Ekologia ja elämän turvallisuus: Proc. käsikirja yliopistoille / toim. LA Ant. - M. UNITY-DANA, 2000. - 447 s.
Ekologia: Oppikirja / Yleinen ed. SA Bogolyubov. - M: Tieto, 1997. - 288 s.