Вопрос №8: Динамика экосистем. Экологические сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии. Климаксовые экосистемы

Динамика экосистемы - развитие биоценоза во времени, изменение его видовой структуры и протекающих в нем процессов в результате:

• внутренних воздействий - отмирание или вытеснение одних видов другими, например, старые деревья отмирают, падают и перегнивают, а покоящиеся рядом до поры до времени в почве семена прорастают, давая новый цикл развития жизни

• внешних воздействий - факторы внешней среды, вырубка леса, влияние катастроф, например, урагана, пожара

Экологическая сукцессия (лат. sukcedo - следовать) - это последовательная смена во времени биоценозов, т. е. природных сообществ определенного участка земной поверхности.

1. Сукцессия - это упорядоченный процесс последовательной смены природных сообществ, связанный с изменением их видовой структуры и протекающих в сообществе процессов.

2. Она происходит в результате изменения физической среды, во-первых, под действием самого же развивающегося сообщества. Во-вторых, сукцессия протекает под влиянием изменения внешних факторов: влажности, температуры, количества осадков, состава почвы, солнечной радиации.

3. Кульминацией развития сукцессии является климакс стабилизированная экосистема, эффективность преобразования энергии Солнца в биомассу максимальна и когда максимально возможное количество видов и популяций флоры и фауны, а также связей между ними: пищевых (трофических), территориальных (топических) и др.

Сукцессии со сменой растительности могут быть первичными и вторичными.

Первичные сукцессии начинается на участке, который перед этим не был занят каким-либо сообществом, на лишенных жизни местах например, на голой скале, песке, застывшей лаве, обрывах, наносах рек, сыпучих песках и т. п. При заселении таких участков живые организмы необратимо меняют местообитание и сменяют друг друга. Основная роль принадлежит накоплению отмерших растительных остатков или продуктов разложения, что зависит как от характера растительности, так и от комплекса разрушителей мертвой растительной массы – животных, грибов и микроорганизмов. Постепенно формируется почвенный профиль, изменяется гидрологический режим участка, его микроклимат. Такие сукцессии в геоботанике называют экогенетическими, так как они ведут к преобразованию самого местообитания.

В первичных сукцессиях, протекающих на скалах в лесах Урала, различают четыре этапа.

1. Поселение эндолитических и накипных лишайников, которые сплошь покрывают каменистую поверхность. Накипные лишайники несут своеобразную микрофлору и содержат богатую фауну простейших, коловраток и нематод. Мелкие клещи сапрофаги и первичнобескрылые насекомые обнаруживаются сначала только в трещинах. Активность всего населения прерывиста, в основном после смачивания скал дождем или туманом.

2. Преобладание листоватых лишайников, постепенно образующих сплошной ковер. Под круговинками лишайников Parmelia в результате действия выделяемых ими кислот и механического сокращения слоевищ при высыхании образуются выщербленности, идет отмирание слоевищ и накопление детрита. Под лишайниками в большом количестве обитают мелкие членистоногие: коллемболы, панцирные клещи, сеноеды, личинки комаров толкунчиков и другие, образуется микрогоризонт, состоящий из их экскрементов.

3. Поселения литофильных мхов Hedwigia ciliata и Pleurozium schreberi. Они погребают лишайники и подлишайниковые пленочные почвы. Ризоиды мхов прикрепляются не к камню, а к мелкозему, мощность которого достигает уже 3 см. Под мхами колебания температуры и влажности уже в несколько раз меньше, чем под лишайниками. Усиливается деятельность микроорганизмов, и увеличивается разнообразие групп животных.

4. Появление гипновых мхов и сосудистых растений. В разложении растительных остатков и формировании почвенного профиля постепенно уменьшается роль мелких членистоногих и растет участие более крупных беспозвоночных сапрофагов: энхитреид, дождевых червей, личинок насекомых.

Вторичные сукцессии представляют собой восстановительные смены. Они начинаются в том случае, если в уже сложившихся сообществах частично нарушены установившиеся взаимосвязи организмов, например удалена растительность одного или нескольких ярусов. Т. е. удалено предыдущее сообщество, например, на заброшенном поле, вырубке леса, в результате пожара, вспашки и т. д. Она протекает быстрее, чем первичная, так как на этой территории уже имеются некоторые организмы или их зачатки.

В любой сукцессионной серии темпы происходящих изменений постепенно замедляются. Конечным итогом является формирование относительно устойчивой, самовозобновляющейся и находящейся в равновесии со средой стадии – климаксового сообщества, или климакса. Термин "климакс" введен Ф. Клементсом в 1916 году.

Климаксовые экосистемы способны к длительному самоподдерживанию в соответствующем диапазоне условий, так как приобретают такие черты организации биоценозов, которые позволяют поддерживать сбалансированный круговорот веществ.

В ходе сукцессии постепенно нарастает видовое многообразие. Это ведет к усложнению связей внутри ценоза, разветвлению цепей питания и усложнению трофической сети, умножению симбиотических отношений, усилению регуляторных возможностей внутри системы. Тем самым уменьшается вероятность слишком сильного размножения отдельных видов и снижается степень доминирования наиболее массовых форм.

К типичным наземным климаксным сообществам относятся листопадные леса. Большая часть первичной продукции производится в древесном пологе, наиболее интенсивное разложение идет на уровне земли. Важной особенностью лесного сообщества является разделение его на ярусы. Наблюдаемая в лесу ярусность - пример разделения экологических ниш разными организмами, хотя некоторые из них могут использовать разные ярусы (например, белки живут в основном на деревьях, но спускаются и в кустарники, а иногда и на землю). В пределах одного яруса разные животные находят разную пищу.

Вопрос №9: Среды жизни, - принципы их формирования; краткая характеристика основных параметров.

Водная среда.

· Разница между макс. и минимальными температурами не более 50 градусов.

· Высокая плотность

· Давление изменяется в зависимости от глубины

· В воде мало теплокровных организмов

· Высокая удельная теплоемкость, большая теплопроводность, расширение при замерзании

· Световой режим обуславливается закономерным убыванием с глубиной, т.к. вода поглощает свет

Все представители водной среды:

a) планктон (свободноплавающий организм)

б) нектон (активно передвигающийся)

в) бентос (обитатели дна)

г)нейтон(обитатели верхней пленки воды)

Лимитирующие факторы:

1)кислород

2)свет

Наземно воздушная среда

· Низкая плотность воздуха

· Большие колебания температуры(до 100)

· Высокая подвижность атмосферы

· Интенсивность и количество светы здесь наиболее велики и практически не лимитируют жизнь зеленых растений

Регулирование водного баланса происходит через 3 механизма:

1)морфологический(через форму тела и покровы)

2)физиологический(метаболическая воды, испарение, органы выделения)

3)поведенческий(связан с выбором предпочтительного положения в пространстве)

Лимитирующие факторы(недостаток или избыток тепла и влаги)

Почвенная среда

· Принцип формирования: выветривание горных пород и жизнедеятельность организмов

· Характерны гидробионты, которые живут в паровых скоплениях свободной воды

· Колебания температуры в почвах не велики

· Дефицит кислорода

· Плотное сложение почвы

· 3 фазы почвы: твердая, жидкая, газообразная

Лимитирующие факторы: недостаток или избыток влаги, недостаток кислорода или избыток углекислоты, недостаток тепла

Организменная

· Принцип формирования:живой организм

· С ней связан паразитический или полупаразитический образ жизни

· Получают кондиционированную среды и легкоперевариваемую пищу

· Лимитирующий фактор: потеря хозяина

Дата добавления: 2015-04-24