Реферат на тему динамика биоценозов циклические периодические изменения непериодические изменения
Обновлено: 05.07.2024
Циклические изменения в биоценозе отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность изменения внешних условий. Эта периодичность обусловлена циклами в природе, которые связаны с космическими явлениями.
Суточные изменения связаны с изменением силы экологических факторов среды (температура, влажность, освещенность и др.) при смене дня и ночи, которая происходит вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Суточные изменения наблюдаются во всех географических зонах, даже там, где нет смены дня и ночи. Они заключаются в изменении активности организмов: одни активны днем, а пассивны ночью, другие - наоборот. Часто наблюдаются суточные миграции (планктон, почвенные организмы). Суточная динамика носит строго периодический характер и в основном связана со сменой активности, в результате чего изменяются качественные характеристики биоценоза.
Сезонныге изменения связаны с изменением силы экологических факторов при смене сезонов, которая обусловлена вращением Земли вокруг Солнца. Сезонные изменения заключаются не только в изменении активности организмов, но и в их количественных соотношениях. Некоторые виды практически полностью исключаются из жизни биоценоза в определенные периоды (спячка, диапауза, миграции и т.д.). Сезонной изменчивости подвержены и ярусы. Некоторые ярусы могут полностью исчезать на некоторое время (однолетники). Сезонные изменения больше выражены в направлении от экватора к полюсам. В результате сезонных из-
менений наблюдается изменение не только качественных, но и количественных характеристик биоценоза.
Многолетние изменения обусловлены периодичностью локальных изменений климата, которые связаны с изменением общей циркуляции атмосферы, обусловленной в свою очередь усилением или ослаблением солнечной активности. Так, периодически засушливый год сменяется мокрым, теплый - холодным и т.д. Это приводит к довольно значительным изменениям как качественных, так и количественных характеристик биоценоза.
Однако все вышеперечисленные циклические изменения, независимо от степени их выраженности, не изменяют саму сущность биоценоза, а значит, не приводят к смене биоценозов.
Любой биоценоз динамичен, несмотря на достаточную стабильность структуры. В нем постоянно происходят изменения структурно-функционального состояния особей популяций. Изменения, происходящие в пределах биоценоза, можно разделить на 2 группы: 1 – циклические, или периодические изменения; 2 – непериодические изменения.
Циклические, или периодические изменения в биоценозе отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность изменения внешних условий. Эта периодичность обусловлена циклами в природе, которые связаны с космическими явлениями. Циклические изменения биоценозов можно разделить на 3 группы: 1 – суточные, 2 – сезонные, 3 – многолетние.
Суточные изменения связаны с изменением силы действия экологических факторов среды (температура, влажность, освещенность и др.), которые происходят при смене дня и ночи вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Суточные изменения биоценозов наблюдаются во всех географических зонах. Они выражаются в смене активности организмов и их физиологических функций (одни виды активны днем, а другие – ночью; днем растения осуществляют фотосинтез и дыхание, а ночью – только дыхание), а также в суточных миграциях (например, веслоногие и ветвистоусые рачки в океане ночью движутся к поверхности воды, а днем – вниз).
Сезонные изменения связаны с изменением силы экологических факторов при смене сезонов года, что обусловлено вращением Земли вокруг Солнца. В результате этих изменений меняются качественные и количественные характеристики биоценоза.
Примером сезонных изменений может служить сезонная периодичность функционирования организмов в средних широтах: 1 – спячка (зима), 2 – начало пробуждения (ранняя весна), 3 – пробуждение и высокая активность (поздняя весна), 4 – максимальная активность (раннее лето), 5 – окончание активности (позднее лето), 6 – подготовка к зимней спячке (осень).
С сезонной активностью связаны изменения в размножении, пищевых связях, групповых отношениях (формирование стад и стай), совместной деятельности видов. В определенные периоды года некоторые виды исключаются из жизни биоценоза (спячка, диапауза, миграции и др.).
Сезонному изменению активности подвергаются также ярусы растительности (облиствение крон весной и летом, цветение – весной и летом, плодоношение – летом и осенью, листопад – осенью, покой – зимой).
Сезонные изменения биоценозов больше выражены в направлении от экватора – к полюсам Земного шара.
Многолетние изменения биоценозов обусловлены периодичностью локальных и глобальных изменений климата, которые связаны с изменениями общей циркуляции атмосферы и солнечной активности. Солнечная активность периодически изменяется примерно через 13 лет. Периодически засушливые годы сменяются влажными, теплые – холодными, что сопровождается соответствующим изменением важнейших характеристик биоценозов.
Непериодические изменения биоценозов - это изменения, которые не имеют закономерного повторения во времени. Они делятся на 2 группы: 1 – случайные (стохастические), 2 – поступательные.
Случайные (стохастические) изменения вызываются резким изменением силы экологических факторов вследствие природных катаклизмов (наводнения, ураганы, землетрясения и др.). Они часто непредсказуемы и не имеют определенных закономерностей протекания.
Поступательные изменения происходят в одном направлении, потому что они вызываются однонаправленным изменением силы экологических факторов (в сторону усиления, либо ослабления). В конечном итоге поступательные изменения приводят к смене одного биоценоза другим с новым набором видов.
Закономерный исторический процесс смены одного биоценоза другим в результате направленного изменения абиотических факторов среды называется сукцессией.
Стратегия экологической сукцессии направлена на достижение устойчивой, обширной и разнообразной структуры биоценоза с максимальным притоком вещества и энергии на единицу площади в реальных физико-химических условиях существования.
Динамика биоценозов
Рис. 11. Вторичная сукцессия в условиях умеренного климата (по В.Радкевичу, 1997)
В ходе сукцессии наблюдаются закономерные изменения структурных и функциональных характеристик биоценоза. Их можно объединить в следующие группы:
I. Видовая и пространственная структура сообщества.
1. Изменяется видовой состав сообщества, наблюдаются флористическая и фаунистическая эстафеты.
2. Видовое богатство в каждом ярусе, каждой парцелле и консорции возрастает быстро, а затем скорость роста этого показателя снижается.
3. Возрастает направленность как компонент видовой структуры. Вначале она возрастает почти до максимума, а затем изменяется незначительно. Изменение видового разно образия в сообществе может иметь различный характер: непрерывный рост или прохождение пика в промежуточных стадиях.
4. r-стратеги - это виды с высокой скоростью размножения и роста. Когда плотность населения невелика, они имеют преимущество. К-стратеги - это виды с низким потенциалом роста, но с большой способностью к выживанию в условиях конкуренции.
II. Функциональная структура.
1. Удлиняются пищевые цепи и усложняются пищевые сети.
2. Увеличиваются размеры организмов и (или) их расселительных стадий (семена, молодняк). Мелкие организмы имеют преимущество в среде, богатой биогенами, но по мере того, как биогены оказываются связанными в биомассе, преимущество переходит к более крупным организмам, у которых способность к запасанию веществ больше и жизненные циклы более сложные. Благодаря этому, они адаптируются к периодическому поступлению биогенов.
3. Усложняются и удлиняются жизненные циклы.
4. В значительной степени положительные типы взаимоотношений превалируют над отрицательными. Возможность возникновения сильных отрицательных взаимоотношений снижается.
III. Энергетика экосистемы.
1. Возрастает валовая продукция экосистемы за счет первичной продукции, вторичная продукция изменяется мало.
2. Возрастает количество энергии, которая идет на поддержание экосистемы, но с меньшей скоростью, чем валовая продукция.
3. Поскольку скорость образования валовой продукции больше, чем скорость дыхания сообщества, то их соотношение первоначально больше единицы. Однако, по мере развития сукцессии это соотношение приближается к единице и в климаксовой экосистеме наблюдается равновесие между этими показателями. Таким образом, соотношение валовой продукции и трат на дыхание является показателем относительной зрелости экосистемы.
4. Чистая продукция сообщества в начале сукцессии быстро увеличивается, а к концу сукцессии приближается к нулю и изъятие ее из сообщества в этом случае становится невозможным без нарушения всей экосистемы.
5. Возрастает биомасса и количество детрита. До тех пор, пока продукция превышает траты на дыхание, в экосистеме будут накапливаться биомасса и детрит.
6. Возрастает соотношение биомассы к продукции и биомассы к тратам на дыхание, а соотношение продукции к биомассе снижается.
IV. Круговороты биогенных элементов.
1. Круговороты элементов становятся более замкнутими.
2. Увеличивается время оборота и запас важнейших элементов.
3. Возрастает коэффициент цикличности элементов.
4. Удерживается и сохраняется большее количество биогенных элементов.
Это главная стратегия развития экосистемы.
ГОСТ
Динамика биоценозов
Динамика биоценозов - трансформация во времени — естественные свойства экологического сообщества.
Первопричина смены фитоценоза - видоизменение отдельного климатического фактора или их комплекса, а реакция экосистемы в виде смен последовательного ряда сообществ выступает в роли адаптивного ответа на экосистемном уровне.
Процессы вытеснений одних видов вторыми принято называть сукцессиями.
В последствии сукцессий случается обращение одних экосистем в прочие.
Различают первичные и вторичные сукцессии:
первичные – процессы развитий и смены экосистем на незаселенных прежде участках, начинающиеся с их колонизаций (пример: обрастание голых скал мхом и позднее, развитие на них леса). Структуры сообществ создаются постепенно. На голых скалах (вулканических островах), оказываются водоросли, лишайники и позже формируются пионерные сообщества:
Почва → мох и папоротник →трава → кустарник (деревья, кустарники) → семенные растения. Оканчивающее сообщество – стабильное, самовозобновляющееся, в равновесиях со средой называют - климаксное сообщество.
вторичные – восстановления экосистем когда-то существовавших на данных территориях (к примеру, после пожара). Возрождение вырубок, пожарищ. Первоначально вейник, Иван-чай, после этого осины, ивы, березы, далее – хвойные.
Выпас: различные высокорослые растения сменят низкорослые, останутся полынь, подорожник, чертополох, одуванчик. В степях типчак, ковыль, низкая полынь австрийская.
Для вторичных сукцессий важно наличия с самого начала плодородных слоев почвы. В случае если они уничтожены, к примеру эрозией, сукцессии могут проистекать по первичному типу.
Сукцессии завершаются стадией, когда все виды экосистем обретут относительно неизменную численность и дальнейшая смена ее состава не проистекает. Такие равновесные состояния принято нарекать климаксом, а экосистемы – климаксовыми (лосиный остров в Москве).
Общие закономерности биоценозов
Исследования сукцессий показывает, что некоторые установленные свойства биоценоза меняются в одном направлении, каков бы ни был образ сукцессий. Сформулированы наиболее общие закономерности для эволюций биоценозов. Вот они:
- Линейная пищевая цепь с преобладаниями травоядных животных превращается в сложную пищевую цепь. Все более значительную роль в них играет детритоядная форма (потребитель мертвой органики).
- Размер организма по ходу сукцессии растет. Биологический круговорот удлиняется и усложняется, организм становится все более экологически специализированным.
- Общие количества органического вещества, скапливающегося в экосистемах, на первых порах невелико, но постоянно повышается. Одновременно повышается видовые и биохимические разнообразия.
- Отношения валовой продукции к дыханию, превосходящее единицу в пионерном сообществе, стремится к единице в климаксном биоценозе. Отношение же валовых продукций к биомассе, вначале значительное, затем начинает уменьшаться. Это взаимоотношение соответствует скорости обновлений сообществ.
Готовые работы на аналогичную тему
Итак, сукцессии — это процессы, имеющие направление. Направлены они к достижению равновесий в энергетическом обмене. В смысле изменений структур они направлены к достижениям максимального видового разнообразия. С точки зрения конструкций пищевых цепей данный процесс устремлен к их удлинению и усложнению. А исходя из пространства экологического фактора, процессы сукцессии продвигаются в сторону занятия наибольшего числа экологических ниш (наибольшего насыщения сообщества). Работы в биоценозах, близких к климаксным, распределяются таким образом, чтобы употреблять все ресурсы и, по возможности, насыщать сообщество видами с ограниченной специализацией.
Безупречный финал сукцессий — достижения полного равновесия и остановка функциональных и структурных изменений в системе.
Читайте также: