Смена экосистем под влиянием природных

Смена биогеоценозов (сукцессия)

Сукцессия – непрерывная последовательность появления и исчезновения популяций разных видов на определённом участке среды. Она не связана с сезонностью и имеет направленный характер.

Различают два вида сукцессий: первичную и вторичную.

Первичная сукцессия

Это процесс развития экосистем на незаселённых ранее участках (лишенных жизни).

Примеры: обрастание голой скалы лесом, формирование БГЦ на застывшем потоке лавы, на песчаных дюнах, на породах, обнажившихся после отступания ледников и т.д.

Этот процесс очень длительный: первыми поселяются лишайники и цианобактерии, лишайники выделяют кислоты, которые разъедают породу, в трещинках накапливается пыль, гумус  формируется небольшой слой почвы  сюда залетают споры папоротников и мхов, семена высших растений  появляются травы и кустарники и т.д.

Вторичная сукцессия

Это восстановление экосистем на месте, где раньше существовал хорошо развитый биоценоз.

Примеры: восстановление экосистем после:

• пожара,
• наводнения,
• вырубки леса,
• осушения болота,
• на заброшенных сельскохозяйственный угодьях.

Сукцессию определяют ещё как естественную смену одних сообществ организмов другими.

Существует сукцессионный ряд: пруд – болото – луг – лиственный лес – смешанный лес – хвойный лес. Это цепь сменяющих друг друга БГЦ.

БГЦ сменяются до тех пор, пока не появятся виды, наиболее приспособленные к данным условиям  в результате сообщество становится стабильным  вступает в фазу климакса (завершённой стадии).

Но даже в климаксном БГЦ протекают процессы, приводящие его к сукцессии.

зарастание озера и возникновение на его месте торфяного болота

• «берега зарастают камышом и осокой;
• появляется мох сфагнум (торфяной мох);
• потоки дождевой и талой воды, реки, ручьи, впадающие в озеро, сносят сюда песок, глину, почву;
• за лето разрастается озёрная растительность;
• осенью она отмирает, ложится на дно;
• озеро постепенно мелеет;
• образуется ил;
• озеро превращается в болото;
• накапливается всё больше и больше погибших растений, оно со временем превращается в торфяник;
• во влажную глубину болота О₂ не проникает, поэтому попавшие туда растения не гниют, а чернеют, обугливаются;
• проходят сотни лет и на месте болота образуется толстый слежавшийся слой таких обуглившихся растений – торф, он занял то место, где когда-то было озеро, а затем топкое болото».

Закономерности сукцессии

• видовой состав растений и животных постоянно меняется;
• биомасса увеличивается;
• видовое разнообразие увеличивается исключение – еловый лес);
• растёт число экологических ниш;
• чистая первичная продукция снижается

(в сукцессионном ряду количество фотосинтезирующих частей у растений снижается).

Иногда выделяют антропогенную сукцессию – процесс изменения экосистемы человеком, приводящий иногда к необратимым последствиям.

Пример: интродукция американской норки  она полностью вытеснила норку, обитавшую в наших лесах.

Источник

§ 72. Смена экосистем

Конкретный биогеоценоз не существует вечно. Рано или поздно он сменяется другим. Смены происходят под влиянием изменения среды самими живыми организмами, при смене климатических условий, в процессе эволюции жизни на Земле, под влиянием человека.

Саморазвитие и смена экосистемы. Как пример изменения среды под влиянием самих живых организмов рассмотрим заселение растительностью скальных пород. На первых стадиях заселения большое значение имеет выветривание горных пород: разрушение, частичное растворение и изменение химических свойств минералов.

Уже на самых начальных стадиях велика роль первых поселенцев: различных бактерий, водорослей, накипных лишайников. Цианобактерии, свободноживущие водоросли и водоросли в составе лишайников являются продуцентами — создателями органического вещества. Многие цианобактерии фиксируют из воздуха азот и обогащают им среду, еще малопригодную для жизни. Лишайники выделениями органических кислот растворяют скальную породу и способствуют накоплению элементов минерального питания. Бактерии и грибы разрушают органические вещества, созданные продуцентами.

Органические вещества минерализуются не полностью. Постепенно накапливается смесь из различных органических и минеральных соединений и растительных остатков, обогащенных азотом. Создаются условия для поселения мхов и кустистых лишайников. Процесс накопления органического вещества и азота ускоряется, формируется тонкая почвенная прослойка.

Образуется примитивное сообщество, способное существовать в неблагоприятной обстановке.

Первые поселенцы хорошо приспособлены к суровым условиям голых скал — они выдерживают и сушь, и жару, и мороз. Медленно, но неуклонно они изменяют среду своего обитания и тем самым создают условия для внедрения других популяций. С приходом травянистых растений (осоки, злаки, клевер, колокольчик и др.) конкуренция за воду, свет, питательные элементы ужесточается. Пионеры-поселенцы в этой борьбе вытесняются новыми пришельцами. За травами поселяются кустарники, которые скрепляют корнями образующуюся почву. Травяно-кустарниковые сообщества сменяются лесными.

В ходе длительного развития и смены экосистемы число видов живых организмов, входящих в нее, постепенно растет. Сообщество становится более сложным, его пищевая сеть все более разветвленной. Разнообразие связей между организмами увеличивается, сообщество все полнее использует ресурсы среды. Наступает этап зрелого сообщества, наиболее хорошо приспособленного к окружающим условиям и обладающего саморегуляцией. Популяции видов в зрелом сообществе хорошо воспроизводятся и не замещаются другими видами.

Описанная смена экосистем длится тысячи лет. Однако есть смены, протекающие на глазах одного поколения людей, например зарастание мелких водоемов.

Смена экосистем под влиянием человека (антропогенного фактора). Мощным фактором изменения экосистем является хозяйственная деятельность человека. Воздействие человека на природные экосистемы началось давно. Оно все время усиливалось вместе с увеличением населения Земли. В последнем столетии в связи с быстрым развитием промышленности, сельского хозяйства, ростом городов влияние человека приобрело решающее значение.

Большие изменения происходят, например, в зеленых зонах вокруг городов, которые используются для отдыха горожан. Растительность такой территории постоянно вытаптывается людьми, гуляющими по лесу, собирающими ягоды и грибы. Надземные органы растений травмируются, почва уплотняется, снижается ее способность к удержанию влаги. Все эти факторы отрицательно влияют на лесные травы, у которых корневища располагаются прямо под лесной подстилкой.

Сильное вытаптывание повреждает подрост деревьев. У кустарников и взрослых деревьев начинают сохнуть верхушки, они легко поражаются грибами и вредителями. В результате лес изреживается, осветляется (рис. 106). Создаются благоприятные условия для внедрения луговых трав, которые светолюбивы и меньше боятся вытаптывания, так как образуют дернину. Лесные травы становятся неконкурентоспособными и выпадают из травостоя.

Рис. 106. Влияние антропогенного фактора на изменение березового леса (сравните с рисунком 103)

Очень сильно изменяет луговые, степные и пустынные экосистемы интенсивный выпас скота. Животные поедают определенные виды трав, что приводит к распространению непоедаемых растений. На пастбищах разрастаются чемерица, щавель, синеголовник, полынь. Снижается обилие ценных в кормовом отношении злаков. Многие растения не успевают зацвести и дать семена. Уменьшается количество видов, упрощается сообщество. Многолетние травы замещаются однолетними растениями, корневые системы которых развиты слабее. Почва, не сдерживаемая корнями, начинает размываться потоками воды или развеваться ветром. Разрушение почвы приводит к обеднению среды питательными элементами и водой, что резко ухудшает условия жизни растений и снижает их продуктивность. Богатые разнотравные высокопродуктивные луга и степи при неумеренном выпасе превращаются в бедные пустоши.

Смена биогеоценозов под воздействием антропогенного фактора самая быстрая. Она происходит за несколько лет, а часто скачком. К таким скачкообразным сменам относятся вырубка лесов, распашка земель с созданием агроценозов, строительство водохранилищ, когда сухопутные экосистемы превращаются в водные.

Смена экосистем под влиянием абиотических факторов. Климат земного шара неоднократно менялся. При потеплении в экосистемах вследствие естественного отбора начинали преобладать более теплолюбивые виды растений, животных и микроорганизмов, при похолодании — холодоустойчивые. Периоды с малым количеством осадков характеризовались увеличением численности организмов, устойчивых к недостатку влаги. Периоды с обильными атмосферными осадками приводили к расцвету организмов с повышенными требованиями к содержанию влаги.

1. Подумайте, почему на старых зданиях можно увидеть лишайники, мхи, березы.
2. Какой пример смены экосистем под воздействием антропогенного фактора вы наблюдали?
3. Какие меры по охране экосистем осуществляются в вашей местности?

Источник