🗊Презентация Сукцессии. Типы сукцессионных смен

Сукцессии В развитии экосистем различают два вида подвижности: обратимые изменения экосистемы и экологическая сукцессия. Экологическая сукцессия (лат. sukcedo – следовать) – это последовательная смена во времени биоценозов, т. е. природных сообществ определенного участка земной поверхности.

Историческая справка Термин «сукцессия» впервые употребил французский ботаник Де Люк в 1806 г. Учение о сукцессиях разработано в 20-е годы XX века Фредериком Клементсом, американским экологом, который рассматривал сукцессию как некий аналог онтогенеза экосистемы. Он же ввел понятия климакса, как состояния системы для которого нет предпосылок к изменению.

Парадигмы

Основная причина сукцессий — отсутствие равновесия между продукцией и дыханием в экосистеме, то есть неравновесность экологического баланса. Это приводит к изменению запаса органики в экосистеме и, в конечном счете, к изменению сообщества. Основная причина сукцессий — отсутствие равновесия между продукцией и дыханием в экосистеме, то есть неравновесность экологического баланса. Это приводит к изменению запаса органики в экосистеме и, в конечном счете, к изменению сообщества.

Сукцессия 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. 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. Сукцессия 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. 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.

Типы сукцессионных смен. Выделяют два главных типа сукцессионных смен: 1 — с участием автотрофного и гетеротрофного населения; 2 — с участием только гетеротрофов. Сукцессии второго типа совершаются лишь в таких условиях, где создается предварительный запас или постоянное поступление органических соединений, за счет которых и существует сообщество: в кучах или буртах навоза, в разлагающейся растительной массе, в загрязненных органическими веществами водоемах и т. д. 

Процесс сукцессии. По Ф. Клементсу (1916), процесс сукцессии состоит из следующих этапов: Возникновение незанятого жизнью участка. Миграция на него различных организмов или их зачатков. Приживание их на данном участке. Конкуренции их между собой и вытеснение отдельных видов. Преобразование живыми организмами местообитания, постепенной стабилизации условий и отношений. Сукцессии со сменой растительности могут быть первичными и вторичными. 

Первичная сукцессия

Вторичная сукцессия

Изменчивость парметров системы

Изменения в экосистеме во время сукцессии. Продуктивность и биомасса. Основные сукцессионные изменения: 1. В процессе сукцессии виды растений и животных непрерывно сменяются. 2. Сукцессионные изменения всегда сопровождаются повышением видового разнообразия организмов. 3. Биомасса органического вещества увеличивается по ходу сукцессии. 4. Снижение чистой продукции сообщества и повышение интенсивности дыхания — важнейшие явления сукцессии.

Закон последовательности прохождения фаз развития: фазы развития природной системы могут следовать лишь в эволюционно закрепленном (исторически, экологически обусловленном) порядке, обычно от относительно простого к сложному, как правило, без выпадения промежуточных этапов, но, возможно, с очень быстрым их прохождением или эволюционно закрепленным отсутствием.

Закон сукцессионного замедления: процессы, идущие в зрелых равновесных экосистемах, находящихся в устойчивом состоянии, как правило, проявляют тенденцию к снижению темпов. При этом восстановительный тип сукцессии меняется на вековой их ход, т. е. саморазвитие идет в пределах климакса.

Эмпирический закон сукцессионного замедления Является следствием правила Г. Одума и Р. Пинкертона, или правила максимума энергии поддержания зрелой системы: сукцессия идет в направлении фундаментального сдвига потока энергии в сторону увеличения ее количества, направленного на поддержание системы. Правило Г. Одума и Р. Пинкертона, в свою очередь, базируется на правиле максимума энергии в биологических системах, сформулированном А. Лоткой. Вопрос этот в дальнейшем был хорошо разработан Р. Маргалефом, Ю. Одумом и известен как доказательство принципа «нулевого максимума», или минимализации прироста в зрелой экосистеме: экосистема в сукцессионном развитии стремится к образованию наибольшей биомассы при наименьшей биологической продуктивности.

В ходе сукцессии увеличивается замкнутость биогеохимических круговоротов веществ. Примерно за 10 лет с момента начала восстановления растительного покрова разомкнутость круговоротов уменьшается со 100 до 10%, а далее она еще больше снижается, достигая минимума в климаксовой фазе. Правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота веществ в ходе сукцессии, со всей уверенностью можно утверждать, нарушается антропогенной трансформацией растительности и вообще естественных экосистем. Несомненно, это ведет к длинному ряду аномалий в биосфере и ее подразделениях.

Направленность сукцессионных процессов Снижение разнообразия видов в климаксе не означает малой его экологической значимости. Разнообразие видов формирует сукцессию, ее направление, обеспечивает заполненность реального пространства жизнью.

Закон эволюционно-экологической необратимости Экосистема, потерявшая часть своих элементов или сменившаяся другой в результате дисбаланса экологических компонентов, не может вернуться к первоначальному своему состоянию в ходе сукцессии, если в ходе изменений произошли эволюционные (микроэволюционные) перемены в экологических элементах (сохранившихся или временно утерянных). В том случае, когда какие-то виды утеряны в промежуточных фазах сукцессии, то данная потеря может быть функционально скомпенсирована, но не полностью. При снижении разнообразия за критический уровень, ход сукцессии искажается, и фактически климакс, идентичный прошлому, достигнут не может быть.

Урбоэкология Гетеротрофная экосистема. Урбанизация. Урбоценоз.

Гетеротрофная экосистема Экосистема, использующая преимущественно вещество и энергию органических соединений, накопленных в других (автотрофных) экосистемах. Антропогенные Г.э. - это городские экосистемы, фермы.

Урбанизация Урбаниза́ция— процесс повышения роли городов в развитии общества. Предпосылки: рост в городах промышленности; развитие их культурных и политических функций; углубление территориального разделения труда.

Для урбанизации характерны приток в города сельского населения и возрастающее маятниковое движение населения из сельского окружения и ближайших малых городов в крупные город. Процесс, обратный урбанизации, называется рурализацией. Процесс урбанизации идёт за счёт: преобразования сельских населённых пунктов в городские; формирования широких пригородных зон; миграции из сельской местности в городскую.

Увеличение численности городского населения

Особенности урбоценозов Урбаноценоз - городская экосистема; обедненный комплекс, состоящий из синантропов, рудеральных, сагетальных и окультуренных растений, некоторых видов микроорганизмов, хорошо приспособленных к городской среде и друг к другу. Человек входит в комплекс урбаценоза. предельной нарушенностью почвы и растительности, сильной обеднённостью фауны главное отличие в том, что в городе наблюдаются такие системные диспропорции, которые никогда не фиксируются в однотипных природных сообществах.

Первая – это техногенная аридизация климата. Почвы по гидротермическому режиму и по однозначному сдвигу обменной кислотности в щелочную сторону приближаются к аридному (пустынно-степному) типу; Совместное геофизическое и геохимическое техногенное воздействие вызывает общий кумулятивный эффект - экстразональное опустынивание природного комплекса. В первую половину лета температура почвы оказывается на 2-8°С выше, а влажность на 5-10% ниже, чем в естсественной среде Запасы влаги в метровом слое почвы оказались меньше в 1,5-3 раза - соответственно 60-100 мм и 40-160 мм по сравнению с 160- 220 мм.

Атмосфера Высокая степень загрязнённости твёрдыми частицами, дымом и пылью (поэтому в крупном городе выпадает существенно больше дождей, чем вне города, при большей сухости воздуха и меньшем содержании водяного пара – больше ядер кристаллизации). Поскольку специфически городская конвекция воздуха от более тёплого центра, где «остров тепла», к более холодным окраинам, и от жилых кварталов к паркам и водоёмам создаёт постоянные ветры типа городских бризов.