СУКЦЕССИЯ
Экологическая сукцессия (от лат.successio – преемственность, наследование), сукцессионное замещение или биологическое развитие – развитие, при котором в пределах одной и той же территории (биотопа) происходит последовательная смена одного биоценоза другим в направлении повышения устойчивости экосистемы;
Сукцессионный ряд – цепь сменяющих друг друга биоценозов. Процессы сукцессии занимают определенные промежутки времени. Чаще всего это – годы и десятки лет, но встречаются и очень быстрые смены сообществ, например, временных водоемах, и очень медленные – вековые изменения экосистем, связанные с эволюцией на земле.
По общему характеру сукцессии делятся на первичные и вторичные.
Первичные сукцессии. Они начинаются на субстрате (опорный экологический компонент например, почва, грунт водоема, тоща воды (для планктона)), не измененном (или почти не измененном) деятельностью живых организмов. Так, через серию промежуточных сообществ формируются устойчивые сообщества на скалах, песках, обрывах, остывшей вулканической лаве, глинах после отступления ледника или прохождения селя и т.д. Одна из основных функций сукцессии такого рода – постепенное накопление органических остатков и, как результат, создание (или изменение) почвы первичными колонистами.
Вторичные сукцессии. Они развиваются на субстрате, первоначально измененном деятельностью комплекса живых организмов, существовавших на данном этапе месте ранее – до пожара, наводнения, вырубки, и т.д.
Смена фаз сукцессии идет в соответствии с определенными правилами. Каждая предыдущая фаза готовит среду для возникновения последующей, постепенно нарастают видовое многообразие и ярусность.
Биологические факторы
Все живое, окружающее организм в среде обитания, составляет биотическую среду или биоту. Биотические факторы – это совлкупность влияний жизнидеятельности одних организмов на другие.
Взаимоотношения между животными, растениями, микроорганизмами чрезвычайно многообразны. Прежде всего различают гомотипические реакции, т.е. взаимодействие особей одного вида, и гетеротипические – отношения представителей разных видов.
Представители каждого вида способны существовать в таком биотическом окружении, где связи с другими организмами обеспечивают им нормальные условия жизни. Главной формой проявления этих связей служат пищевые взаимоотношения организмов различных категорий, составляющие основу пищевых (трофических) цепей, сетей и трофических структуры биоты.
Кроме пищевых связей, между растительными и животными организмами возникают также пространственные взаимоотношения. В результате действия многих факторов разнообразные виды объединяются не в произвольном сочетании, а только при условии приспособленности к совместному обитанию.
Формы биотических взаимоотношений.
Симбиоз (сожительство). Это форма взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них извлекают пользу.
Кооперация - представляет собой длительное, нераздельное взаимовыгодное сожительство двух и более видов (например отношение рака – отшельника и актинии).
Межвидовая взаимопомощь - заключается, например, в том, что птицы уничтожают личинок – паразитов под кожей буйволов или сороки предупреждают об опасности крупных копытных.
Комменсализм – это взаимодействие между организмами, когда жизнедеятельность одного доставляет пищу (нахлебничество) или убежище (квартиранство) другому. Типичный пример – гиены, подбирают остатки недоеденной львами добычи, мальки рыб, прячутся под зонтиками крупных медуз, а также некоторые грибы растущие у корней деревьев.
Мутуализм – взаимодействие, сожительство, когда присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них. Примером служит сожительство клубеньковых бактерий и бобовых растений, которые могут совместно жить в почвах, бедным азотом, и обогащать им почву.
Антибиоз - форма взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них испытывают отрицательное влияние, называется антибиозом.
Конкуренция – отрицательное воздействие организмов друг на друга в борьбе за пищу, местообитание и другие необходимые для жизни условия. Проявляющиеся наиболее отчетливо на популяционном уровне.
Хищничество – отношение между хищником и жертвой, заключается в поедании одного организма другим. Хищники - это животные или растения, ловящие и поедающие животных как объект питания. Так, например львы поедают растительноядных копытных, птицы - насекомых, крупные рыбы - более мелких. Хищничество одновременно полезно для одного и вредно для другого организма.
Паразитизм – взаимодействие организмов, при котором один из них живет за счет другого, находясь на поверхности или внутри тела. Паразит использует в пищу тело хозяина постепенно, сохраняя ему жизнь до окончания своего жизненного цикла. С биологических позиций паразит так же необходим хозяину. Исчезновение (или уничтожение) такого «естественного врага» наносит ущерб хозяину, так как слабые, отставшие в развитии или имеющие иные недостатки особи не будут уничтожаться, что способствует постепенной деградации и вымиранию. Вид, не имеющий врагов обречен на вымирание.
Нейтрализм - взаимозависимость различных видов, обитающих на отдельной территории (белки и лоси не конкурируют друг с другом, но засуха в лесу сказывается и на тех и на других, хотя в разной степени).
Биотические влияния на растения и биотические
факторы почвенного покрова
Биотические факторы, воздействующие на растения как первичные редуценты органического вещества, подразделяют на зоогенные и фитогенные.
Зоогенные биотические факторы. К факторам воздействия животных на растительность прежде всего относится поедание растений целиком или отдельных его частей (органов). Объедание животными ветвей и побегов изменяет форму кроны деревьев. Значительное количество семян идет на питание грызунов и птиц. Растения, поврежденные животными – фитофагами, приобретают защитные приспособления (колючки, шипы и т.п), образуют избыточную фитомассу, усиленно наращивая оставшиеся листья и т.п.
Экологически значимым фактором является и механическое воздействие животных на растения, заключающееся в повреждении всего растения при поедании его частей, а также вытаптывание.
Имеется и положительное влияние животных на жизненные процессы растений, например, опыление насекомыми и птицами.
Фитогенные биотические факторы. Растения, испытывая многообразные влияния от соседних растений, одновременно сами воздействуют на них. Повсеместно существует переплетение и срастание корней, охлестывание ветвями соседних крон, и многое другое.
Любое растительное сообщество в свою очередь влияет на совокупность абиотических характеристик среды своего обитания. Известно, насколько специфика абиотических условий в пределах лесного массива отличается от таковой в поле или на участке. Например в лесах основным материалом подстилки и гумуса служат листья и хвоя деревьев, определяющие кислотность почвы pH хвои ели составляет 4,3; сосны – 5,1;листьев березы – 5,7. Растительность создает непрерывный поток зольных элементов из более глубоких слоев почвы к ее поверхности, т.е. их биологическую миграцию.
В почве постоянно обитают множество организмов различных групп. На 1м2 площади почвы встречаются десятки тысяч червей, мелких членистоногих, в ней живут грызуны, ящерицы, роют норы кролики. Часть жизненного цикла многих беспозвоночных (жуки, прямокрылые и т.д.) также проходит в почве. Ходы и норы способствуют перемешиванию и аэорации почвы, облегчают рост корней.
Экологическая система
Экологическая система (экосистемы) – совокупность популяции различных видов и растений, животных и микробов, взаимодействующих между собой и окружающей средой таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое время (луг, лес, озеро, океан).
Экосистемы существуют везде – в воде и на земле, в сухих и влажных районах, в холодных и жарких местностях. Одним из фундаментальных правил, которым подчиняются все экологические системы, является принцип Ле Шателье – Брауна:
при внешнем воздействии, выходящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
При изучении экосистем анализируют прежде всего поток энергии и круговорот веществ между соответствующими биотопом и биоценозом.
Структура экосистем
Любую экосистему прежде всего можно разделить на совокупность организмов неживых (абиотических) факторов окружающей природной среды. Структурная схема биоценоза по В.Н.Сукачева
В свою очередь экотоп состоит из климата во всех многообразных его проявлениях и геологической среды (почв и грунтов), называется эдафотопом (от греч. edaphos – почва). Экотоп – это от, куда биоценоз черпает средства для существования и куда выделяет продукты жизнедеятельности.
Структура живой части биогеоценоза определяется трофоэнергетическими связями и отношениями, в соответствии с которыми выделяют три главных функциональных компонента:
· комплекс автотрофных организмов – продуцентов, обеспечивающих органическим веществом и, следовательно, энергией остальные организмы (фитоценоз (зеленые растения), а также фото – и хемосинтезирующие бактерии);
· комплекс гетеротрофных организмов – косументов, живущих за счет питательных веществ, созданных продуцентами (зооценоз(животные), а также бесхлорофилльные растения);
· комплекс организмов – редуцентов, разлагающих органические соединения до минерального состояния (микроробоценоз, а также грибы и прочие организмы, питающиеся мертвым органическим веществом).