La successione ecologica è un processo di cambiamento graduale nella composizione, struttura e funzione degli ecosistemi sotto l'influenza di un fattore esterno o interno.
Il ripristino di uno squilibrio da parte di un ecosistema attraversa fasi ben definite.
Un ecosistema può essere messo fuori equilibrio in molti modi. Fondamentalmente è un incendio, un'inondazione o una siccità. Dopo un tale squilibrio, il nuovo ecosistema si ripristina e questo processo è regolare e ripetuto in una varietà di situazioni. Cosa succede in un ecosistema danneggiato? Al sito del disturbo, alcune specie e l'intero ecosistema si sviluppano in modo tale che l'ordine di occorrenza di queste specie è lo stesso per disturbi simili e habitat simili. Questo cambio sequenziale di alcune specie da parte di altri è l'essenza della successione ecologica.
Tuttavia, esiste un altro modello che spiega il meccanismo della successione come segue: le opinioni di ogni precedente comunità sono sostituite solo da una competizione coerente, inibendo e "resistendo" all'introduzione delle specie successive.
Tuttavia, questa teoria considera solo le relazioni competitive tra le specie, senza descrivere l'intero quadro dell'ecosistema nel suo complesso. Certamente, tali processi sono in corso, ma l'affollamento competitivo delle specie precedenti è possibile proprio a causa della loro conversione di un biotopo.
Pertanto, entrambi i modelli descrivono aspetti diversi del processo e sono veri allo stesso tempo. Mentre ci spostiamo lungo la serie di successioni, c'è un crescente coinvolgimento di nutrienti nel ciclo negli ecosistemi, è possibile la relativa chiusura di elementi nutritivi come l'azoto e il calcio (uno dei nutrienti più mobili) all'interno dell'ecosistema.
Pertanto, nella fase terminale, quando la maggior parte dei nutrienti sono coinvolti nel ciclo, gli ecosistemi sono più indipendenti dall'input esterno di questi elementi. Per studiare il processo di successione, vengono utilizzati vari modelli matematici, compresi quelli stocastici.
1.1 Tipi di successione
Qualsiasi ecosistema, adattandosi ai cambiamenti dell'ambiente esterno, si trova in uno stato di dinamica. Questa dinamica può riguardare sia i singoli collegamenti di ecosistemi (organismi, popolazioni, gruppi alimentari) sia il sistema nel suo complesso. Allo stesso tempo, le dinamiche possono essere associate, da un lato, con adattamenti a fattori esterni all'ecosistema e, dall'altro, a fattori che l'ecosistema stesso crea e modifica.
In alcuni casi, questi cambiamenti possono essere in qualche misura ripetuti, in altri sono unidirezionali, progressivi e causano lo sviluppo dell'ecosistema in una certa direzione.
Successione primaria.
La Primaria è solitamente intesa come successione, il cui sviluppo inizia sul substrato inizialmente privo di vita. Consideriamo il corso della successione primaria sull'esempio degli ecosistemi terrestri. Se prendi parti della superficie terrestre, come fosse di sabbia abbandonata, in diverse aree geografiche (nelle foreste, nelle steppe o tra le foreste tropicali, ecc.), Allora tutti questi oggetti saranno caratterizzati da modelli come:
· Colonizzazione da parte di organismi viventi
· Aumentare la diversità delle specie
· Arricchimento graduale del suolo con materia organica
· Aumentare la loro fertilità
· Rafforzare i legami tra diverse specie o gruppi trofici di organismi
· Una diminuzione del numero di nicchie ecologiche gratuite
· La graduale formazione di biocenosi e ecosistemi sempre più complessi
· Aumentare la loro produttività.
Le più piccole specie di organismi, soprattutto le piante, nello stesso momento, sono di solito sostituite da più grandi, i processi di circolazione di sostanze sono intensificati, eccetera.
In ciascun caso, è possibile distinguere fasi successive di successione, che si riferiscono alla sostituzione di alcuni ecosistemi da parte di altri, e le serie di successione terminano in ecosistemi relativamente piccoli e mutevoli. Sono chiamati climax (greco. Climax - scala), indigeno o nodale
Il flusso della successione primaria avviene in più fasi.
Ad esempio, nella zona della foresta: substrato secco e senza vita - licheni - muschi - erba annuale - erba ed erba perenne - arbusti - alberi di prima generazione - alberi di seconda generazione; nella zona delle steppe, la successione termina nella fase delle erbe, ecc.
Successioni secondarie.
Il termine "successione secondaria" si riferisce alle comunità che si sviluppano sul sito di una comunità già formata in precedenza. Nei luoghi in cui l'attività economica delle persone non interferisce nelle interrelazioni degli organismi, una comunità di climax prende forma, che può esistere indefinitamente per un lungo periodo - fino a quando qualsiasi influenza esterna (aratura della terra, taglio della foresta, incendio, eruzione vulcanica, inondazione) sconvolge la sua struttura naturale. In caso di distruzione di una comunità, inizia la successione in esso - un lento processo di ripristino dello stato originale. Esempi di successioni secondarie: crescita eccessiva di un campo abbandonato, prato, bruciatura o taglio. La successione secondaria dura diversi decenni. Inizia con il fatto che le piante erbacee annuali compaiono sull'area del suolo rilasciata. Queste sono erbacce tipiche: dente di leone, blackthrow, farfara e altri. Il loro vantaggio è che crescono rapidamente e producono semi adatti alla propagazione a lunga distanza con l'aiuto del vento o degli animali. Tuttavia, dopo due o tre anni, vengono soppiantati dai concorrenti - erba perenne, e poi - arbusti e alberi, principalmente pioppi. Queste rocce oscurano il terreno e il loro esteso sistema di radici elimina tutta l'umidità dal terreno, così diventa difficile per le piantine della specie essere le prime a colpire il campo. Tuttavia, la successione non si ferma qui; il pino cresce dietro all'aspen; queste ultime sono rocce a tolleranza cromatica a crescita lenta, come l'abete o la quercia. Dopo un centinaio di anni, la comunità che era al posto del campo all'attenzione della foresta e arare la terra fu restaurata su questo terreno.
La successione è un costante cambiamento irreversibile delle biocenosi, che si verificano successivamente sullo stesso territorio a causa dell'influenza di fattori naturali o influenza umana.
Esistono due tipi principali di successioni:
1. Le successioni autotrofe sono successioni che partono dallo stato quando la produzione è più spesa per la respirazione. Si verificano con la partecipazione di autotrofi ed eterotrofi;
2. Le successioni eterotrofe sono successioni che iniziano con uno stato in cui la produzione diminuisce la spesa per la respirazione. Esse si verificano solo con la partecipazione di eterotrofi e si svolgono solo in condizioni in cui vi è uno stock e l'assunzione di materia organica (serbatoi inquinati, cumuli di compost, carcasse di animali, legno marcio, ecc.).
Le successioni autotrofe, a seconda della posizione, sono suddivise in primarie e secondarie.
La Primaria inizia in un luogo privo di vita (roccia, dune di sabbia, lava vulcanica, ecc.). Includono diverse fasi:
1) l'emergere di un luogo privo di vita;
2) migrazione ad esso di organismi diversi o loro boccioli di sedimentazione;
3) sopravvivenza degli organismi;
4) la loro competizione tra loro e l'esclusione di alcune specie;
5) la trasformazione da parte degli organismi del loro habitat, la graduale stabilizzazione delle condizioni e delle relazioni.
Le successioni secondarie sono successioni che iniziano nel sito della biocenosi distrutta.
A seconda delle cause della successione, la successione esodinamica (dalla parola greca eso - esterno), causata da fattori esterni a questo ecosistema, può essere causata da cambiamenti climatici, abbassamento del livello delle acque sotterranee, innalzamento del livello del mare, ecc. Tali cambiamenti possono durare per secoli e millenni. E la successione endodinamica (dalla parola greca endon - inside), causata dai meccanismi interni dell'ecosistema, è guidata da leggi speciali, i cui meccanismi sono ancora in gran parte incomprensibili. È noto che su qualsiasi substrato, anche assolutamente privo di vita, come le dune di sabbia o la lava indurita, la vita prima o poi fiorisce.
I tipi di comunità in questo spazio si sostituiscono a vicenda, gradualmente diventando più complessi e aumentando la diversità delle specie, formando la cosiddetta serie di successioni che consiste in fasi successive che segnano il cambiamento di una comunità da un'altra. La serie di successioni termina allo stadio della maturità, in cui l'ecosistema cambia molto poco. Gli ecosistemi in questa fase sono chiamati climax (dalla parola greca climax - ladder).
La durata della successione dall'origine dell'ecosistema alla fase culminante può arrivare fino a centinaia e persino migliaia di anni. Una durata così lunga è principalmente associata alla necessità di accumulo di nutrienti nel substrato. Per 5-10 anni, arricchiscono in qualche modo il substrato con sostanze nutritive, formando germogli di terreno. Poi le erbe si depositano su questi terreni ancora molto poveri, arricchendo ulteriormente il terreno. Dopo 15 anni dall'inizio della successione nello spazio un tempo senza vita, i primi arbusti si sistemano, che vengono gradualmente sostituiti da alberi decidui e amanti della luce, più spesso betulle e aspen, che sono caratterizzati da una rapida crescita. All'età di 50 anni, nella giovane foresta decidua, spiccano gli alberi più forti, che ombreggiano i germogli più deboli che muoiono, dando l'opportunità di vivere sotto il baldacchino delle foreste decidue dell'abete. L'abete rosso è più tollerante all'ombra, sotto la protezione degli alberi a foglie caduche, li cattura gradualmente nella crescita, conquistando il loro spazio vitale. Da qualche parte in 70 anni, l'ecosistema raggiunge il palcoscenico di una foresta mista di abeti e latifoglie. Alberi decidui nel tempo in cui invecchiano, e gradualmente le foglie di abete rosso al primo livello, ombreggiano e assottigliano tutta la vegetazione frondosa. All'età di 90 anni, questo ecosistema raggiunge la fase culminante, che è caratterizzata dalla quasi totale assenza di alberi a foglia caduca, l'abete rosso diventa l'edificante-specie dominante, formando in modo speciale l'intera vita della comunità che abita questo ecosistema.
Eventuali caratteristiche strutturali degli ecosistemi sono il risultato del loro sviluppo. Gli effetti dello stress su larga scala portano l'ecosistema a squilibrarsi, il che spesso porta alla sua distruzione. Possono verificarsi da ragioni interne(ad esempio, la formazione di nuove specie) o sotto l'influenza di fattori esterni(per esempio, salinizzazione, allagamento, introduzione di specie di fauna "aliena" e flore), hanno naturale(ad esempio, come risultato di innalzamento o abbassamento di terre, incendi, inondazioni, eruzioni vulcaniche, terremoti, ritiri dei ghiacciai) o antropica(deforestazione, incendi, miniere a cielo aperto di minerali, inquinamento, inondazioni di appezzamenti di terreno sotto bacini artificiali, bonifica di territori per seminativi) l'origine,essere progressivo(accompagnato da un aumento della produttività e ricchezza di specie) o, al contrario, regredire.
Dopo una tale violazione su larga scala, il sito "ferito" inizia a rianimare in più fasi. Il processo del tempo di cambiamenti irreversibili nella composizione e struttura della biogeocenosi (Ecosystem) che è causato da fattori esterni o interni, si chiama successione ecologica o semplicemente successione (Sequenza).
Un classico esempio di successione è il sovrasfruttamento di un lago e la sua trasformazione in una palude.
Se una biogeocenosi non si trova in uno stato di rapida o media successione, allora la produzione, la biomassa e la ricchezza di specie in essa oscillano intorno ad un determinato valore medio come risultato di processi di autoregolazione sulla base del feedback negativo. Tale biogeocenosi è in uno stato di equilibrio dinamico, o uno stato di omeostasi.
Sfortunatamente oggi una persona quasi ovunque prende gli ecosistemi da uno stato stabile, aumentando così l'instabilità generale della biosfera.
Le successioni sono lento(ultime migliaia di anni e decine di migliaia di anni) media(secolo) e veloce(Decade).
Spesso vengono chiamati stadi separati fasi seriali.Ogni fase della successione è caratterizzata da una certa comunità con una predominanza di determinate specie o gruppi di esseri viventi.
Il processo di formazione dei sistemi ecologici richiede molto tempo. La successione ecologica di solito continua fino a quando la comunità diventa stabile e autosufficiente. È necessario un cambiamento di un numero di generazioni fino a quando non viene stabilita la caratteristica di equilibrio di un ecosistema stabile. Questo stato di equilibrio finale è chiamato menopausa e a viene chiamata la comunità che ha occupato l'area disturbata comunità matura.
In diverse condizioni abiotiche, si formano ecosistemi finali ineguali di climax. Nel clima secco e caldo, sarà deserto; nella foresta tropicale, calda, ma umida, ecc. Sul pianeta ci sono diversi grandi ecosistemi climax terrestri, che sono chiamati biomi: tundra, foreste di conifere (taiga), foreste temperate, steppe, deserti, savane, foreste pluviali tropicali.
Quindi il principale b iomy di terra è l'ecosistema climax delle corrispondenti zone geografiche.
Sono comunemente chiamate successioni ecologiche in cui aumenta la produttività biologica e la diversità delle specie progressiva.Se questi parametri diminuiscono - regressivo (digressivo).L'egressia degli ecosistemi si verifica il più delle volte in caso di eccessive influenze antropogeniche su di loro (eccessivo sfruttamento del bestiame nei prati, ecc.)
In ogni località, gli ecosistemi sono successivamente irregolari. Stabilire l'età di successione degli ecosistemi e delle biocenosi non è un compito facile. A seconda della storia della loro formazione e della durata dell'esistenza, alcune biocenosi lo sono pioniere,altri - suktsesiynymi,terzo - climax.
Nel passaggio delle fasi di successione ci sono leggi generali. Innanzi tutto, la sequenza delle fasi è fissata in modo abbastanza rigido ed è caratteristica di una certa classe di ecosistemi. È stato inoltre stabilito che la decelerazione della successione del tasso di variazione delle fasi è valida in successione. Si basa sul fatto che quanto più l'ecosistema si avvicina allo stato di climax, tanto più lento è il passaggio da una fase all'altra.
Gli ecologi distinguono due tipi di successioni ecologiche: primario e secondario. Quale tipo viene osservato dipende dalle condizioni del sito all'inizio del processo.
Successione primaria- è un processo di formazione e sviluppo di un ecosistema in un'area vuota: rocce nude, dune di sabbia, discariche di rifiuti in miniere e cave, argini.
La pietra nuda non è molto adatta alla vita. I semi difficilmente trovano un posto adatto per il fissaggio e la germinazione, e anche se germinano, le piantine rischiano di morire a causa dell'azione del vento e del sole, a causa della mancanza d'acqua. Solo il muschio può crescere in tali condizioni. Le sue piccole spore sono fissate nelle più piccole crepe. Cattura particelle di roccia e humus portate dall'acqua o dal vento. In caso di siccità, il muschio entra in uno stato di riposo inattivo: non si sviluppa, ma non muore neanche. Il minimo inumidimento porta alla sua crescita e un tappeto di muschio cresce sulla superficie della roccia. A poco a poco, il terreno inizia ad accumularsi. Insieme alla copertura di muschio, fornisce un posto per sedimentare le sementi e il muschio conserva l'acqua necessaria per la germinazione dei semi. Le grandi piante, a loro volta, si accumulano e formare il terrenodistruggendo la roccia con le sue radici. Infine, lo strato di suolo è sufficiente per lo sviluppo di arbusti e alberi. Le loro foglie e rami cadenti non consentono la crescita di muschi e altre piccole specie, che hanno iniziato la successione primaria. Sulla roccia originariamente nuda, i muschi sono sostituiti da erbe e poi da una foresta. La successione primaria - dallo stadio di roccia nuda alla menopausa (foresta matura) può durare per molte centinaia di anni.
Un tipo più comune di successione è successione secondaria cioè il ripristino di un ecosistema che esisteva una volta in questo momento.. Un esempio di ciò è la trasformazione dei campi abbandonati in foreste decidue.
I terreni in cui è possibile osservare successioni secondarie possono essere abbandonati terreni agricoli, aree forestali bruciate o tagliate, terreni in cui la vegetazione è stata distrutta a causa di lavori minerari, fonti d'acqua fortemente inquinate, aree precedentemente allagate, ecc. Poiché è disponibile uno strato di terreno, la nuova vegetazione può apparire in poche settimane.
In primo luogo, su un campo abbandonato (riserva), le erbe che si adattano bene alla colonizzazione del suolo nudo si sistemano. I loro semi germogliano in primavera, e durante l'estate catturano rapidamente lo spazio con l'aiuto di germogli striscianti. Inoltre, queste erbe tollerano bene la siccità. Tuttavia, sono facilmente soppiantati dai più alti tipi di cereali e altre erbe che li ombreggiano, che richiedono un tempo più lungo per svilupparsi. Poi i giovani pini vengono introdotti nella copertura erbosa, che può sopportare la luce diretta del sole e il calore degli spazi aperti. Hanno un'ombra bassa, richiedono una buona illuminazione dell'erba. Il campo è sostituito da pine. Ma sotto la chioma di pino, i germogli di pino non possono più crescere, mancano anche di luce. Invece, si forma un sottobosco di legno duro che resiste a condizioni fresche e ombreggiate. Alla fine, quando i pini si spengono (tra 40 e 100 anni), vengono sostituiti da foreste decidue. I germogli di piante decidue si sviluppano normalmente sotto il baldacchino genitore, garantendo il cambiamento delle generazioni e la stabilità delle popolazioni, la successione è completata - arriva una menopausa.
La successione di ogni scala si conclude con la formazione di una comunità matura, e nell'ecosistema tutte le popolazioni arrivano in uno stato equilibrio dinamico. Inoltre, questi ecosistemi esistono in conformità con le leggi e i principi del funzionamento degli ecosistemi.
Le successioni di qualsiasi scala sono caratterizzate da un numero di leggi generali, molte delle quali sono importanti per l'attività umana pratica.:
Nel corso della successione, la diversità delle specie aumenta gradualmente. Ciò porta alla complicazione delle connessioni all'interno della comunità, alla ramificazione delle catene alimentari e alla complicazione della rete alimentare, al rafforzamento delle capacità normative all'interno del sistema e alla sua stabilità.
Ci sono importanti cambiamenti nel bilancio energetico del sistema. Da un punto di vista energetico, la successione è uno stato instabile della comunità, che è caratterizzato da una mancata corrispondenza di due indicatori: la produttività lorda e il dispendio energetico dell'intero sistema per il mantenimento dell'attività vitale - la respirazione.
Nel corso della successione, la biomassa totale della comunità aumenta prima, ma poi il tasso di crescita diminuisce e al culmine la biomassa del sistema si stabilizza.
Nelle prime fasi della successione, la produttività netta della comunità è relativamente alta. Negli ecosistemi maturi e sostenibili, quasi l'intera crescita della vegetazione arriva e viene consumata nelle catene alimentari eterotrofe, quindi la produttività netta della comunità si avvicina a zero.
Tutti gli ecosistemi di campi, giardini, pascoli, giardini, serre, cioè tutte le agrocenosi, create artificialmente nella pratica agricola, sono sistemi che sono specificamente supportati dagli esseri umani nelle fasi iniziali della successione. Nelle agrocenesi, è loro proprietà produrre prodotti altamente puri, poiché tutti gli effetti competitivi sulle piante coltivate dalle erbe infestanti sono ostacolati da misure agrotecniche e la formazione di catene alimentari a causa di parassiti viene soppressa attraverso varie misure, ad esempio il controllo chimico e biologico. Ma queste comunità sono instabili, incapaci di auto-guarigione e autoregolamentazione, sono soggette alla minaccia della morte dalla riproduzione di massa di parassiti o malattie. Per mantenerli è necessaria l'attività costante delle persone.
Si chiama la sostituzione naturale di alcune comunità di specie con altre legate alle trasformazioni dell'ecosistema successioni (dal lat. successioni - continuità, eredità).
Successioni primarie (fig.135) appaiono in luoghi in cui la vita per qualche tempo è completamente scomparsa, per esempio, sulle pendici dei vulcani lungo i quali scorreva la lava. I licheni sono i primi coloni di tali siti. Per la loro esistenza non sono necessari altri organismi, ma solo un substrato solido a cui sono attaccati. Poi, mentre il terreno si snoda, appaiono muschi e piante erbacee. La fase successiva - comunità arbustive con la partecipazione di vari tipi di salici. Durante questo periodo di sviluppo dell'ecosistema, compaiono popolazioni di vari invertebrati e, nel tempo, quando le foreste di conifere iniziano a formarsi, anche i vertebrati penetrano qui.
Successioni secondarie (Fig. 136) può essere il risultato di disastri naturali, cambiamenti climatici o influenza distruttiva degli esseri umani. Un tipico esempio di successione secondaria è il ripristino dell'ecosistema della pineta dopo un incendio. Allo stesso tempo le condizioni ideali cambiano radicalmente: prima di tutto, la modalità di illuminazione, temperatura e umidità. Pertanto, in un primo momento, le piante erbacee che amano la luce e che amano la crescita crescono da semi conservati nel terreno, e la conflagrazione cresce con erbe annuali e perenni. Poi in questo posto gradualmente si formarono lamponi invalicabili, in cui giovani betulle si fanno strada in alcuni punti. Nel corso del tempo, si forma una foresta di betulle, sotto la chioma di cui viene ripristinata la pineta - i pini iniziano a crescere e dopo 100-150 anni, una vera foresta di pini può nuovamente apparire in questo luogo. Inoltre, è a condizione che non si verifichino nuovi incendi o che dopo cinquant'anni questa foresta non venga abbattuta.
| Fig. 135. Schema di successione primaria |
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| Fig. 136. Schema di successione secondaria |
A causa del fatto che successione - questo è, prima di tutto, cambiamenti nelle fitocenosi e l'aspettativa di vita della maggior parte delle piante perenni è di almeno alcuni decenni, quindi il ripristino degli ecosistemi distrutti dagli elementi o dell'uomo richiede centinaia di anni. Nelle condizioni naturali dell'Ucraina, il detentore del record in questo senso sono le foreste di querce, il cui periodo di rinascita copre più di cento anni. Pertanto, non vi è dubbio che con l'attuale atteggiamento nei confronti della protezione delle foreste, è già quasi impossibile rinnovare le foreste di quercia registrate.
In nessun caso non dovrebbe essere preso successione Solo come progresso ecologico - la trasformazione di un semplice ecosistema in un complesso, a un solo livello, in un multi-livello, meno produttivo a più produttivo. Ci sono i cosiddetti successione regressiva . Sono associati con la semplificazione degli ecosistemi, una diminuzione della stratificazione, una diminuzione del numero di organismi e una diminuzione della produttività. Sono causati dall'impatto distruttivo dell'uomo sull'ambiente. Materiale dal sito
Un tipico esempio di successione regressiva è l'ecosistema moderno del Mar d'Azov. Un tempo era il bacino idrico più produttivo del mondo. La sua acqua desalinizzata si riscaldava bene, quindi, qui si trovavano sia organismi marini che d'acqua dolce, pesci marini, d'acqua dolce e pesci migratori. La regolazione dei fiumi Don e Kuban ridusse il flusso di acqua dolce al Mare di Azov, divenne salato e non adatto a molte specie di valore. Inoltre, numerosi pescherecci con reti a circuizione hanno semplicemente esaurito le scorte di pesce. Ora non c'è quasi storione, aringa del Mar Nero lasciata nel Mar d'Azov, ci sono pochissimi spratti, hamsa, lucioperca e ram. Anche i gobidi delle scorte sono diminuiti di 10 volte. Un certo numero di specie di molluschi e crostacei è anche scomparso. Ma il loro posto era occupato da meduse e ctenofori - invertebrati primitivi, appartenenti ad un tipo separato, che assomigliavano esternamente a meduse. Di conseguenza, il Mare di Azov dai più produttivi divenne un luogo di disastro ecologico.
Per illustrare quanti pesci c'erano nel Mar d'Azov, possiamo dare un esempio. La costa settentrionale del Mar d'Azov è una steppa, e quindi la legna da ardere qui è sempre stata un grosso deficit. Pertanto, all'inizio del XX secolo. negli inverni freddi, i residenti locali erano soliti riscaldare le fornaci con sudak secco!
Questa pagina contiene materiale su argomenti:
La successione regressiva è
Qual è la breve definizione della successione secondaria
Un esempio di successione regressiva
Lavoro di laboratorio sulla successione secondaria
Ecologia regressiva
Domande su questo materiale:
Successione e suoi tipi
2.1. Concetto di successione
Il ripristino di uno squilibrio da parte di un ecosistema attraversa fasi ben definite.
Un ecosistema può essere messo fuori equilibrio in molti modi. Questo di solito è un incendio, un'inondazione o una siccità. Dopo un tale squilibrio, il nuovo ecosistema si ripristina e questo processo è regolare e ripetuto in una varietà di situazioni. Cosa succede in un ecosistema danneggiato? Al sito del disturbo, alcune specie e l'intero ecosistema si sviluppano in modo tale che l'ordine di occorrenza di queste specie è lo stesso per disturbi simili e habitat simili. Questo cambio sequenziale di alcune specie da parte di altri è l'essenza della successione ecologica.
successione (dal latino successio - continuità, ereditarietà), la successiva sostituzione di alcune fitocenosi (biocenosi, biogeocenosi) da parte di altri in una certa parte dell'ambiente.
successioni - Questi sono cambiamenti graduali, irreversibili e diretti negli ecosistemi che si verificano a causa di cause esterne e interne sullo stesso territorio sotto l'influenza di fattori naturali o influenze umane.
Esistono molte forme di successione: pirogenica, catastrofica, antropogenica, ecc. La causa delle successioni pirogene sono gli incendi; catastrofiche: eruzioni vulcaniche, uragani, inondazioni insolite, riproduzione di massa di parassiti, ecc .; antropogenico - attività economica umana.
2.2. La ragione della successione (privata)
I cambiamenti di successione sono solitamente attribuiti al fatto che l'ecosistema esistente (comunità) crea condizioni sfavorevoli per gli organismi che lo riempiono (affaticamento del suolo, circolazione incompleta di sostanze, avvelenamento da parte dei prodotti di isolamento o decomposizione, ecc.). Tali fenomeni sono reali, ma non spiegano tutti i casi di cambiamenti dell'ecosistema. Ad esempio, nelle foreste settentrionali, l'introduzione di comunità legnose di abeti sotto la chioma era dovuta principalmente al fatto che quest'ultimo utilizza le proprietà biologiche del primo con una debole ombreggiatura del terreno. Le stesse condizioni del suolo rimangono non solo favorevoli per i supporti decidui, ma migliorano anche gradualmente per loro (i nutrienti si accumulano, l'acidità diminuisce, ecc.). Pertanto, non vi è alcun motivo per parlare di autoavvelenamento o altre ragioni simili per i turni.
Il punto di vista che l'aspetto dell'abete sotto la chioma delle foreste di latifoglie e degli alberi non è confermato incondizionatamente, poiché in giovane età questa specie richiede ombreggiatura. È noto, per esempio, che l'abete rosso cresce bene in giovane età con illuminazione completa (molto meglio che sotto la chioma di altre specie di alberi). Questo, in particolare, è evidenziato da numerosi esempi della creazione di fitocenosi coltivate di abete rosso (piantando piante giovani o semi di semina) in spazi aperti.
2.3. Fattore umano
Insieme con fattori naturali, le ragioni per le dinamiche degli ecosistemi sono sempre più spesso le persone. Ad oggi, hanno distrutto la maggior parte degli ecosistemi indigeni (climax). Ad esempio, la steppa è quasi completamente arata (conservata solo nelle aree protette). Le aree forestali predominanti sono rappresentate da ecosistemi transitori (temporanei) di specie decidue (betulla, pioppo tremulo, salice meno spesso, ontano e altri). Queste foreste sono solitamente chiamate derivative o secondarie. Come notato sopra, sono fasi intermedie di successione. Anche le attività umane, come prosciugare le zone umide e carichi eccessivi sulle foreste, portano a cambiamenti negli ecosistemi. Ad esempio, a seguito di ricreazione della popolazione (ricreazione), inquinamento chimico dell'ambiente, aumento del pascolo di bovini, incendi, ecc. Gli impatti umani spesso portano alla semplificazione degli ecosistemi. Tali fenomeni sono comunemente definiti degressione. Ci sono, ad esempio, pascoli, ricreativi e altri degradi. I cambiamenti di questo tipo sono in genere completati non dagli ecosistemi climax, che sono caratterizzati da una complicazione della struttura, ma da fasi della catocenosi, che spesso terminano con la completa disintegrazione degli ecosistemi. Gli ecosistemi di Climax sono generalmente sensibili a vari interventi nelle loro vite. A influenze simili, oltre alle foreste di conifere, anche altre comunità indigene sono sensibili, ad esempio le foreste di querce. Questa è una delle cause della morte catastrofica delle foreste di querce nel periodo moderno e la loro sostituzione, così come le foreste di conifere, con ecosistemi temporanei meno pregiati, ma più sostenibili da betulle, pioppi, arbusti o erbe. Quest'ultimo è particolarmente tipico nella distruzione delle foreste di querce steppiche e foreste steppiche.
2.4. Tipi di successioni
Le successioni con le quali abbiamo familiarizzato con l'esempio della zona forestale sono chiamate primarie perché iniziano con uno spazio inizialmente privo di vita (substrato). Oltre alle discariche, tali successioni possono iniziare su affioramenti sabbiosi, prodotti di eruzioni vulcaniche (lava congelata, depositi di cenere), ecc.
Insieme al primario emettono una successione secondaria. Questi ultimi differiscono da quelli primari in quanto di solito iniziano non da valori zero, ma sorgono al posto di ecosistemi disturbati o distrutti. Ad esempio, dopo la deforestazione, gli incendi boschivi, quando si coltivano aree sotto terreni agricoli. La principale differenza tra queste successioni è che si presentano incomparabilmente più veloci di quelle primarie, poiché partono da uno stadio intermedio (erbe, arbusti o piante pioniere legnose) e sullo sfondo di terreni più ricchi. Naturalmente, la successione secondaria è possibile solo in quei casi se una persona non ha un impatto forte e permanente sullo sviluppo degli ecosistemi. In quest'ultimo caso, come indicato sopra, il processo seguirà lo schema della degressione e terminerà con uno stadio di katocenosi e desertificazione dei territori.
Ci sono anche successioni autotrofe ed eterotrofi. Gli esempi sopra riportati di successioni sono autotrofi, poiché si svolgono tutti in ecosistemi in cui la vegetazione è il collegamento centrale. I cambiamenti nei componenti eterotrofi sono associati al suo sviluppo. Tali successioni sono potenzialmente immortali, dal momento che sono sempre ricostituite con energia e materia, che sono formate o fissate negli organismi durante la fotosintesi o la chemiosintesi. Sono completati, come notato, nella fase culminante dello sviluppo degli ecosistemi.
Per eterotrofi sono quelle successioni che si verificano in substrati, dove non ci sono piante vive (produttori), e sono coinvolti solo animali (eterotrofi) o piante morte. Questo tipo di successione avviene solo finché c'è una scorta di materia organica pronta, in cui vengono sostituiti vari tipi di organismi distruttori. Quando la materia organica viene distrutta e l'energia viene liberata da essa, la serie di successioni termina e il sistema si disintegra. Quindi, questa successione è intrinsecamente distruttiva. Esempi di eterotrofi sono successioni che si verificano, ad esempio, durante la decomposizione di un albero morto o di una carcassa di animali. Quindi, quando si decompone un albero morto, si possono distinguere diverse fasi di cambiamenti eterotrofi. Il primo su un albero morto, spesso indebolito, insetto coleottero insetto. Successivamente vengono sostituiti da insetti che si nutrono di legno (xilofagi). Questi includono larve di barbo, pesci rossi e altri. Allo stesso tempo, ci sono cambiamenti nella popolazione di funghi. Hanno approssimativamente la seguente sequenza: funghi pionieri (di solito dipingono legno in diversi colori), funghi distruttivi che contribuiscono all'apparizione della putrefazione morbida, e umicificatori, che trasformano una parte di legno marcio in humus. I batteri sono anche presenti in tutte le fasi della successione. Alla fine, la materia organica nella massa si decompone verso i prodotti finali: minerali e anidride carbonica. Le successioni eterotrofe sono ampiamente implementate nella decomposizione dei detriti (nelle foreste è rappresentato da rifiuti forestali). Si verificano anche negli escrementi degli animali, in particolare nelle acque inquinate, procedono intensivamente al trattamento biologico delle acque utilizzando fanghi attivi saturi di un gran numero di organismi.
2.5. Leggi generali del processo di successione
Per ogni successione, soprattutto primaria, caratterizzata dai seguenti schemi generali del processo:
1. Nelle fasi iniziali, la diversità delle specie è insignificante, la produttività e la biomassa sono bassi. ma con lo sviluppo della successione, queste cifre aumentano.
2. Con lo sviluppo della serie di successioni, aumenta la relazione tra organismi. Il numero e il ruolo delle relazioni simbiotiche è particolarmente crescente. L'habitat è stato sviluppato in modo più completo, le catene e le reti elettriche stanno diventando più complesse.
3. Il numero di nicchie ecologiche libere diminuisce e nella comunità climax esse sono assenti o nel minimo. A questo proposito, man mano che le successioni si sviluppano, diminuisce la probabilità di insorgenza del numero di singole specie.
4. I processi di circolazione delle sostanze, il flusso di energia e la respirazione degli ecosistemi sono intensificati.
5. La velocità del processo di processione dipende largamente dall'aspettativa di vita degli organismi che svolgono un ruolo importante nella composizione e nel funzionamento degli ecosistemi. A questo proposito, la successione più lunga negli ecosistemi forestali. In breve, si trovano in ecosistemi in cui il legame autotrofico è rappresentato da piante erbacee e ancor più rapidamente negli ecosistemi acquatici.
6. L'immutabilità degli stadi finali della successione è relativa.
Allo stesso tempo, i processi dinamici non sono sospesi, ma solo rallentati.
I processi dinamici continuano a causa di cambiamenti nell'habitat, cambiamenti di generazioni di organismi e altri fenomeni. Una parte relativamente ampia è occupata da processi dinamici del piano ciclico (fluttuazione).
7. Nella fase matura della comunità di climax, la biomassa raggiunge solitamente il massimo o vicino ai valori massimi. La produttività delle singole comunità nella fase della menopausa è ambigua.
Di solito si considera che mentre il processo di successione si sviluppa, la produttività aumenta e raggiunge il massimo a livelli intermedi, e poi diminuisce bruscamente nella comunità dei climax. Quest'ultimo è attribuito, in primo luogo, al fatto che in questo momento il massimo della produzione primaria viene consumato dai consumatori e, in secondo luogo, l'ecosistema sviluppa una massa estremamente grande dell'apparato di assimilazione, che porta ad una mancanza di luce, con conseguente diminuzione dell'intensità della fotosintesi mentre aumentano le perdite prodotti di assimilazione sulla respirazione di autotrofi.
Queste disposizioni non possono essere estese a tutte le comunità climax. Ad esempio, non ci sono prerequisiti reali per un aumento del numero di eterotrofi nelle foreste di conifere rispetto a quelli decidui. Piuttosto, nel secondo caso ci sono più consumatori di prodotti verdi e, più probabilmente, focolai del numero di singole specie di fitofagi, per esempio, insetti.
Non ci sono né premesse teoriche né dati reali che indichino che in un sistema di climax maturo, per esempio, nelle foreste di abeti, la massa degli aghi raggiunge valori eccessivamente alti. Ciò contraddice i principi di adattamento ad un aumento di energia geochimica biogenica da parte degli organismi come condizione per la loro sopravvivenza (il secondo principio biogeochimico di VI Vernadsky). L'intera esperienza forestale indica anche la massima produttività delle comunità forestali climax (in relazione alla zona forestale delle foreste di conifere o miste di latifoglie). Altrimenti, dal punto di vista dell'ottenimento di prodotti (legno), è inevitabile concludere che non è consigliabile concentrarsi sulla crescita e sulla preservazione delle fasi culminanti delle foreste.
Per quanto riguarda altri ecosistemi, come i prati, possiamo convenire che le possibilità di ottenere prodotti nella fase culminante sono ridotte, ma non perché la sua crescita è ridotta (aumento, produttività), ma per la ragione che una parte più grande di essa è alienata dagli eterotrofi formazione di catene stabili di vydaniya.
In altre parole, la produttività degli ecosistemi nelle fasi culminanti della successione è elevata. Di norma, il massimo a causa di uno sviluppo più completo dello spazio. Tuttavia, la capacità di una persona di rimuovere la produzione primaria è limitata (a volte a valori zero) a causa della sua inclusione nella catena alimentare.
conclusione
Un sistema ecologico è un qualsiasi aggregato di organismi viventi e dei loro habitat, interconnessi da metabolismo, energia e informazione, che possono essere limitati nello spazio e nel tempo per essere importanti per un concreto principio di ricerca.
In astratto, è stata considerata la gerarchia dei sistemi ecologici e, con esempi, è stato dimostrato che qualsiasi sistema ecologico è costituito da sottosistemi. La loro quantità e differenza qualitativa non possono essere fissate rigidamente, ma determinate da condizioni fisiografiche e altre condizioni di vita. Oppure, in base alla regola della completezza dei componenti: il numero di componenti funzionali dell'ecosistema e le relazioni tra loro nel suo stato quasistazionario è sempre ottimale.
La violazione di questa regola, causata dall'auto-sviluppo interno del sistema o dall'influenza esterna su di esso, porta il sistema fuori equilibrio e ne stimola la transizione verso una qualità diversa.
In questo documento è stata anche considerata la successione ecologica.
La successione di ogni scala si conclude con la formazione di una comunità matura, e in un ecosistema tutte le popolazioni entrano in uno stato di equilibrio dinamico.
Nel corso della successione, la diversità delle specie aumenta gradualmente.
Da un punto di vista energetico, la successione è uno stato instabile della comunità, che è caratterizzato da una mancata corrispondenza di due indicatori: la produttività lorda e il dispendio energetico dell'intero sistema per il mantenimento dell'attività vitale - la respirazione.
Rimuovendo l'eccedenza di prodotti puri dalle comunità che sono all'inizio dello sviluppo della successione, la rimandiamo, ma non indeboliamo le basi dell'esistenza della comunità.
L'interferenza nei sistemi di climax stabili provoca inevitabilmente uno squilibrio. Fintanto che la violazione non supera la capacità di autoriparazione del sistema, le successioni secondarie possono riportarlo allo stato originale, ad esempio quando si pianifica la registrazione.
Quindi, l'obiettivo di questo lavoro è stato raggiunto, tutti i compiti sono stati risolti.
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