Почему в ходе сукцессии наиболее заметны изменения растительного состава сообществ кратко

Обновлено: 05.07.2024

В ходе сукцессии облик сообщества постоянно меняется. Меняется и функционирование экосистемы. Сукцессия — это закономерный и направленный процесс, поэтому общие изменения, происходящие на той или иной ее стадии, свойственны любому сообществу и не зависят от его видового состава или географического местоположения. В качестве главных можно назвать следующие четыре типа сукцессионных изменений.
Первое изменение состоит в том, что виды растений и животных в процессе сукцессии непрерывно сменяются. На рисунке 65 схематично показана картина изменений видового состава растительного сообщества в ходе вторичной сукцессии на покинутом земельном участке.
Изменение видового состава часто определяется соперничеством разных видов за одни и те же пищевые или иныересурсы; ведь происходящие в ходе сукцессии изменения экосистемы создают благоприятные условия для колонизации сообщества новыми видами. По этой причине сукцесси-онные изменения всегда сопровождаются повышением видового богатства, т. е. разнообразия организмов. Это — второе важное сукцессионное изменение.
К третьему следует отнести увеличение биомассы органического вещества. Население сообщества как бы уплотняется по мере увеличения видового богатства. Вспомните, каким плотным ковром травы покрывают лесные поляны, каким густым бывает старый лес, как много там видов растений, как тесно они уживаются.
Наконец, четвертое изменение состоит в снижении скорости прироста биомассы сообщества (продукции сообщества) и в увеличении количества энергии, требуемой для поддержания его жизни. Это наиболее важное явление сукцессии. На ранних стадиях первичной сукцессии скорость прироста биомассы растениями высока, но на последующих стадиях она падает.

Значение экологической сукцессии.

Зрелое, т. е. достиг шее состояния равновесия, сообщество отличается от молодого (т. е. такого, где жизнь только начала развиваться) высокой насыщенностью организмами, их разнообразием, более развитой трофической структурой, уравновешенностью между энергией, получаемой извне и используемой для поддержания жизни. Это позволяет ему противостоять изменениям многих физических факторов (например, температуры или влажности) и даже некоторым видам химических загрязнений. Ведь организмы, воздействуя на свою среду, меняют ее свойства, делают ее более приспособленной для жизни. В то же время почти вся энергия, доступная организмам, составляющим зрелое сообщество, тратится на поддержание их жизнедеятельности.
Молодые сообщества, наоборот, более уязвимы по отношению к внешним воздействиям. Однако молодое сообщество способно продуцировать новую биомассу в гораздо больших количествах, чем зрелое. Прекрасный пример — поле, засеянное пшеницей. Если погодные условия благоприятны и в почве достаточно питательных веществ, урожай будет хороший. Но стоит появиться сорнякам (если оставить поле без обработки) — урожай снизится. Если дать сообществу развиваться естественным путем и дальше, то со временем на этом поле появятся не только новые травы, но и кустарники и даже деревья. Пшеницы будет все меньше, снизится и общий прирост массы растений. Питательные вещества и энергия будут расходоваться в основном на поддержание жизни.
Человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая сообщество на ранних стадиях сукцессии. Это требует больших затрат энергии. Ведя сельскохозяйственное производство, человек использует энергию машин и механизмов, собственного труда для поддержания сельскохозяйственного сообщества (например, поля, засеянного пшеницей) на ранней стадии сукцессии. Человек препятствует проникновению в это сообщество других видов, которые могут конкурировать с пшеницей за питательные ресурсы или потреблять биомассу растений на свои нужды. Ведь в зрелом сообществе годовой прирост биомассы растений расходуется в основном на дыхание растений и животных и может быть даже равен нулю.

Экологическая сукцессия — это процесс последовательного направленного развития экосистемы, от простой — к сложной и более устойчивой.

Наиболее зримо сукцессия в экосистеме проявляется в смене растительности — в изменении видового состава и замещении одних доминантов другими. Смены растительности будут разными в зависимости от типа сукцессии, полночленности экосистемы, ее положения в рельефе и вида антропогенной нагрузки.
Сукцессии подразделяются на два типа — первичные и вторичные. Первичной сукцессией называется развитие экосистемы от нулевого состояния, когда на освободившейся поверхности формируются все компоненты — растительное и животное сообщества, комплекс микроорганизмов, почва. Под вторичной сукцессией понимаются такие смены, когда нарушены один или несколько компонентов и экосистема возвращается в исходное состояние или сдвигается в каком-либо новом направлении. Экосистемы, подвергающиеся сукцессии, могут иметь различное количество исходных компонентов. Они могут быть полночленными — с полным набором компонентов — или неполночленными, когда один или несколько компонентов отсутствуют.

Примером первичной сукцессии может послужить первичное и вторичное зарастание отвалов; вторичную сукцессию в неполночленной экосистеме — зарастание залежи — и вторичные сукцессии в полночленной экосистеме — постсенокосную демутацию и развитие сеяной травосмеси.

Схема первичной сукцессии

В качестве параметров, характеризующих ход сукцессии, используется показатель сходства и фитоценотическая структура видового состава, долевое участие видов различных фитоценотических групп в сложении фитомассы сообщества и распределение видов по группам обилия.

Фитоценотические группы включают сорные виды, характерные для начальных стадий сукцессии, залежные, доминирующие на промежуточных стадиях, и терминальные, т.е. виды, слагающие зональные незасоренные сообщества — степные, лугово-степные, луговые, лугово-лесные, лесные, лугово-болотные, болотные. Растения тропических лесов имеют гораздо большее разнообразие фитоценотических групп.

Разные показатели описывают разные структуры сообщества и различным образом меняются в сукцессии. По близости их количественных значений к параметрам, характеризующим терминальные стадии, можно судить о скорости и продвинутости сукцессии и о сходстве трендов растительности в разных сукцессионных сериях.

Одновременно с сукцессией растительности происходят существенные изменения в автотрофном звене биологического круговорота. В ходе первичной сукцессии создаются, а в ходе вторичной трансформируются запасы зеленой фотосинтезирующей фитомассы и подземных органов, включающих узлы кущения, корни, корневища, луковицы, клубни. Смена доминантов приводит к качественным и количественным изменениям в сложении надземной и подземной фитомассы. При отмирании фитомассы формируется мортмасса — ветошь и подстилка в надземной части фитоценоза, корневые растительные остатки — в подземной. Изменение структуры растительного вещества так же характерно для сукцессии, как и смена самой растительности.

Конечной стадией развития сукцессии является климаксное сообщество, которое характеризуется тем, что на единицу потока энергии приходится максимальная биомасса и максимальное количество межвидовых взаимодействий.

В самом деле, такие природные сообщества как сибирская тайга, тундра или пустыня Сахара существуют веками и не превращаются во что-то другое.

Тем не менее нередко можно наблюдать, как на месте озера появляется болото, на месте болота – луг, на месте луга – лес, а в пустыне – оазис.

Впечатляющий пример – судьба Аральского моря (точнее, озера). Когда-то оно входило в пятёрку величайших озёр мира, но всего лишь за одно поколение обмелело настолько, что его береговая линия сократилась почти на 100 км, а обнажившаяся земля превратилась в безжизненную зону.

Сукцессия — это .

Почему и как произошла эта экологическая катастрофа – отдельная тема. Здесь же отметим, что смена одного биогеоценоза другим в рамках одного ландшафта – явление не такое уж редкое.

Подобные изменения происходят как в силу природных катаклизмов (лесной пожар, засуха), так и в результате хозяйственной (правильней сказать, бесхозяйственной) деятельности человека.

Они включают в себя несколько стадий, имеющих разную протяжённость по времени. Этот процесс в научном мире получил название сукцессия (лат. succesio – последовательность, преемственность).

Термин появился в экологической литературе о второй декаде ХХ века с подачи американского ботаника Ф.Клементса и подразумевал сменяющие друг друга природные сообщества, которые образуют так называемый сукцессионный ряд.

В этом ряду предшествующая стадия создаёт условия для развития последующего этапа, который чаще всего заканчивается устойчивым биоценозом с постоянной численностью видов и сбалансированным обменом веществ.

Этот биоценоз (биологическое сообщество) называют климаксным. Он может существовать сколь угодно долго, пока какое-либо воздействие извне не повредит его естественную структуру или экосистему в целом.

Вторичная сукцессия

Этот вид сукцессии получил название восстановительной, поскольку он начинает развиваться на месте прежде существовавшего биоценоза, разрушенного по тем или иным причинам (лесной пожар, осушение болота, опустошительный ураган и т.п.).

Восстановительный период при вторичной сукцессии короче, чем при первичной, поскольку предыдущее растительное сообщество оставляет после себя много питательных веществ и хорошо развитый почвенный покров.

Упрощённо смену растительного биоценоза в результате вторичной сукцессии в средней полосе России можно представить следующим образом.

Причиной вторичной сукцессии может также быть нарушение круговорота веществ. Например, на каком-нибудь участке постепенно накапливается избыточное количество биогенных элементов из-за того, что часть останков организмов и продуктов их жизнедеятельности остаётся не переработанной консументами и редуцентами.

Это способствует заселению новых видов и возникновению более длинных пищевых цепочек. Появляются условия для замещения одних видов другими.

Общие черты и различия (первичной и вторичной)

Любая сукцессия сопровождается саморазвитием экосистемы.

Показателями саморазвития являются такие факторы, как:

однонаправленность – процесс не имеет обратного хода;
увеличение видового разнообразия;
разветвление пищевых цепочек;
нарастание потребления первичной продукции.

Смена фаз в сукцессионном ряду протекает по определённым правилам. В частности, изменение сообщества всегда осуществляется в направлении, возвращающем его в равновесное состояние, а предыдущая фаза готовит основу для следующего этапа.

Длительность каждой фазы колеблется в широких пределах – от нескольких лет до нескольких столетий, так как факторов влияния очень много (структура и возраст сообщества, природные изменения, вмешательство человека и т.д.).

Для лучшего понимания разницы между первичной и вторичной сукцессией приводится нижеследующая таблица:

Формирование биогеоценоза начинается на изначально безжизненном пространстве:

заселение живыми организмами;
увеличение видового разнообразия;
возрастание плодородия почв;
уменьшение количества экологических ниш;
формирование более сложных экосистем

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (5)

В природе все едят друг друга, одни растут для того, чтобы стать питательной средой для других, но это естественный процесс, который проходит без участия человека, но потом и человек станет удобрением, такова жизнь.

Слово незнакомое, а процесс известный — изменения на планете происходили всегда. Может и сейчас экологам успокоиться? Ну вымерли мамонты — ничего страшного не произошло, может и за амурских тигров не переживать?

Что касается деятельности человека, то тут трудно предугадать в перспективе. Вот сейчас влезли в Арктику, разумеется и это вмешательство даст свои побочные эффекты для тамошней экосистемы.

Наверное самый чудовищный катаклизм на нашей планете произошёл тогда, когда огромный астероид врезался в нашу Землю, после его удара семидесяти процентов жизни как не бывало.

Если мы и дальше будем загрязнять окружающую среду, то сами станем удобрениями для каких-нибудь патогенных организмов.

Даже если определенная территория кажется абсолютно безжизненной, на ней формируются изменения червями, бактериями или грибками. Могут появиться высшие растения и животные. То же происходит и с водоемами. На территории ряда современных морей когда-то были просторы степей и лесов и наоборот, тектонические плиты поднимались, оголяя дно океана. На этих территориях развивается жизнь, сменяя предыдущие варианты природных сообществ.

Понятие сукцессии

Экологическая сукцессия – это постепенное изменение структуры и видового состава окружающей среды на определенном участке под действием постоянных природных и антропогенных факторов. Одни растения подготавливают среду обитания для других, способствуя накоплению органики в почве, рыхлению или созданию благоприятного уровня освещенности и влажности.

Виды сукцессий

Сукцессии подчиняются одним и тем же правилам, но причина этих изменений может быть различная. В связи с этим, выделяют несколько видов сукцессий:

По скорости развития изменений: быстрая, средняя, медленная, очень медленная сукцессия.
По обратимости: обратимая или необратимая.
По равномерности развития изменений: равномерная (или постоянная) и неравномерная (непостоянная).
По первоначальному уровню развития сообщества на данной территории: первичная и вторичная.
По направлению развития сообщества: прогрессивная и регрессивная.
По степени влияния человека на развитие изменений: антропогенная и природная.
По преобладающим изменениям растительного или животного сообщества: автортофные или гетеротрофные.

Наиболее выраженные отличия характерны для первичной и вторичной форм. Разберем их более подробно.

Первичная

Если природное сообщество стало развиваться на безжизненной территории без запаса питательных веществ, она считается первичной. Этапы сукцессии при такой форме могут быть следующие:

Первый выход растений на сушу в мезозойскую эру. До этого момента суша была не заселена.
Заселение растениями скал и горных отвалов.
Развитие растительного сообщества на участке остывшей лавы.
Формирование природных сообществ на песчаных дюнах.

Развитие начинается с самых маленьких растений или даже лишайников. Лишайники считаются пионерами природы. Для их существования не требуются запасы питательных веществ. Этот симбиотик нуждается только в солнечном свете и капельной влаге в воздухе. По этой причине, лишайники занимают первыми безжизненные территории. В свою очередь, в процессе развития от их таллома отмирают частички органики и остаются на субстрате. Это формирует органический запас. Со временем, этого становится достаточно чтобы смогло вырасти небольшое растение (чаще всего, мох). Следующее растение так же оставляет после себя питательные вещества. Кроме того, корни выделяют кислоты, разрушающие субстрат и механически проникают в микротрещины, разрушая единый массив.

Так, с течением длительного времени маленькие растительные организмы сменяются на более крупные. Вслед за растениями в почве поселяются деструкторы – грибки, черви, прилетают птицы. Со временем формируется полноценное природное сообщество со всеми элементами.

Первичная сукцессия развивается очень медленно. На первые преобразования безжизненного участка уходят сотни лет. Чем дольше развивается такая территория, тем быстрее развиваются процессы, происходящие при сукцессии.

Вторичная

Вторичной сукцессия считается, если территория была обитаема, но произошло серьезное нарушение, после которого начался процесс восстановления. Например, после пожара в лесу, после иссушения водоема или после, наоборот, затопления участка местности. Новое сообщество, в данном случае, формируется на этой территории впервые. Но здесь есть запас органики, питательных веществ от прошлых организмов.

Этапы сукцессионного процесса

Таким образом, при развитии экологической сукцессии происходит последовательная смена определенных стадий (этапов) формирования природного сообщества:

Возникновение безжизненной территории.
Заселение участка микроорганизмами и лишайниками.
Заселение мхов и листостебельных лишайников.
Появление травянистых растений.
Заселение на участок кустарников.
Развитие лесного сообщества.

Пример первичной сукцессии после катаклизмов

Рассмотрим вариант развития первичной сукцессии после извержения вулкана:

На остывшей вулканической массе развиваются лишайники.
Постепенно появляются листостебельные лишайники и мхи.
Через несколько лет на подушках мхов появляются злаковые растения, формируется устойчивое растительное сообщество.
На отдельных участках начинают развиваться кустарнички, затем, кустарники.
Последняя стадия формирования первичной сукцессии – появление древесных растений.

Пример вторичной сукцессии в цветочном горшке

Изменения начинаются после катаклизма, разрушившего первое сообщество. Предположим, что цветочный горшок оказался на улице под воздействием прямых солнечных лучей и без постоянного полива. Вот что происходит:

Читайте также: