17. Понятие об эк-их сукцессиях. Причины сукцес-ых изменений. Класс-ция сукцессий.

Сукцессия - необратимое направленное изменение, сопровождающееся сменой одного биоценоза другим. Цепь сменяющих друг друга биоценозов называется сукцессионным рядом или серией. В сукцессионном ряду каждый биоценоз представляет собой определенную стадию формирования конечного, завершающего, или так называемого климаксного сообщества. По мере усложнения сообщества усложняются и связи между популяциями. Менее приспособленные к новым условиям замещаются более приспособленными, и так до тех пор, пока не появятся виды, к-ых условия среды полностью устраивают и они уже не замещаются другими видами. Причины сукцессии: изменение условий жизни, исчезновение одних и появление других групп орг-ов, изменение связей м-у поп-ми и пр. Класс-ции сукцессий: по воздействующему ф-ру – экзогенные (ф-р извне), эндогенные (ф-р внутр-ий). Два основных типа сукцессий: 1) с участием как автотрофного, так и гетеротрофного населения и 2) с участием лишь гетеротрофов. Сукцессии со сменой растительности могут быть первичными и вторичными. Первичные сукцессии начинаются на лишенных жизни местах – на скалах, обрывах и пр. Вторичные сукцессии представляют собой восстановительные смены.

Первичные сукцессии (ста­дии):

1. Образование субстрата – при заселение видами-пионерами, которые ведут к образованию субстрата (накопление живых орг-ов).

2. Миграция орг-ов – поступление спор, семян и др. Случайная – с помощью воды, ветра.

3. Приживание и агрегация.

4. Взаимодействие орг-ов м-у собой и изменение среды обитании. Процесс раз­множения и распределения в пространстве: раздельное рас­пределение, раздельно-группо­вое, сомкнуто-групповое, сомкнуто-диффузное.

В субстрате накапливаются орг-ие в-ва, мине­ралы. Начинаются склады­ваться конкурентные взаимо­отношения.

5. Формирование биоценоза, в котором видовой состав устой­чив.

Вторичные сукцессии (стадии):

1. Пионерная группировка – случайный набор видов. От­сутствие сомкнутости раст-го покрова, слабое воз­действие на окружающую среду, почти полное отсутст­вие взаимодействия м-у видами. Маловидовая, однови­довая группировки.

2. Простая группировка – ор­г-мы ближе друг к другу, получается система взаимоот­ношений. Часто характерен групповой хар-р распреде­ления.

3. Сложная группировка – заложение формирования структуры сообщества, увели­чение разнообразия биот-их взаимоотношений. Часто характерен групповой хар-р распределения.

4. Стадия замкнутого биоце­ноза – окончательное форми­рование видового с-ва и стр-ры сообщества.

В течение этих стадий проис­ходит формирование замкну­тых сообществ.

Общие закономерности сук­цессий:

1. Видовой состав характер-ся: видовая числ-ть автотрофов увеличивается в первичных сукцессиях и часто во вторичных на первых ста­диях, а потом постепенное снижение; кол-во гетеро­трофов увеличивается от на­чальной до конечной стадии. По мере увеличения видового разнообразия происходит дифференциация видов по их фенотипической значимости. Наблюдается увеличение раз­меров и длит-ти жизни.

2. Изменяется и структура сообществ: происходит фор­мирование ярусного и мозаич­ного строения.

3. Биомасса и продуктивность: в ходе сукцессий увеличива­ется общая биомасса и кол-во мертвого орг-го в-ва, увеличивается кол-во элементов минер-ного питания.

4. Приближение соотношения валовой продукции к затратам на дыхание к единице

5. Возрастает значение процес­сов минерализации и симбио­тических взаимоотношений.

6. Увеличение устойчивости экос-м и биоценозов ко внешним воздействиям.

7. Переход доминирования на последней стадии сукцессии. Это приспособление к биотопу (микросреде).

8. Наблюдается усложнение пищевых цепей.

Конечное сообщество, образо­вавшееся на месте бывшего, называется климаксовое сооб­щество, но оно не стоит на месте, а тоже развивается.

Саморегуляция характерна для биоценозов. Это проходит за счет устойчивого круговорота веществ и энергии и за счет видового разнообразия и сложности структуры пищевых цепей и биот-их отноше­ний. В условиях сукцессии любая экос-ма стремится к стабильности. В искусствен­ных биоценозах стабильность с-мы поддерживается чело­веком.

19. Прогрессивные и регрессивные сукцессии. Антропогенные изменения сообществ и их последствия.

При прогрессивной сукцессии увеличивается кол-во живого в-ва и энергии, в регрессивной – снижается. В прогрессивной – возрастает продуктивность сообщества, увеличивается общая интеграция, устойчивость и информативность сообщества, в регрессивной – снижается. При прогрессивной сукцессии наблюдается усложнение структуры сообщества, максимальное использование поверхности пищевых и энергетических ресурсов местности; сильное преобразование внешней среды в среду биоценоза; преобладание приспособленности к внутренней среде сообщества; увеличение видового разнообразия; мезофитизация сообщества. При регрессивной сукцессии наблюдается упрощение стр-ры сообщества; снижение общей интеграции, устойчивости и информативности; минимальное (неполное) использование ресурсов местности; слабое преобразование внешней среды в среду биоценоза; преобладание приспособленности к внешней среде; уменьшение видового разнообразия; ксерофитизация или гигрофитизация сообщества. Любая экос-ма стремится к стабильности. В искусственных экос-мах стабильность поддерживается за счет деятельности ч-ка. Вторичные агробиоценозы существенно отличаются от ест-ых, первичных, не только ненормально высоким доминированием небольшого кол-ва видов, но и тем, что числ-ть этих видов поддерживается деят-тью ч-ка, к-ый в форме урожая постоянно и регулярно изымает из них биол-ую продукцию, сохраняя тем самым относительную устойчивость агробиоценозов. Степень устойчивости агробиоценозов зависит от частоты и хар-а воздействия ч-ка. Вместе с тем м-у первичными и вторичными биоценозами все же нет четких границ и можно проследить все переходы от пастбища, сенокоса, сеяной травосмеси до зерновых и пропашных культур. В этом проявляется и последовательность все усиливающегося антропического влияния. В целом ест-ные биоценозы, как правило, более устойчивы и обладают большим видовым разнообразием, чем агробиоценозы. Последним свойственна монотонность, тенденция к катастрофическим вспышкам массового размножения вредителей, к снижению урожайности.

20. Пищевые цепи и пищевые сети.

Пищевые цепи – совокупность живых орг-ов, связанных м-у собой пищевыми взаимоотношениями.

продуцеты→консументы→редуценты

1. простые

автотроф→фитофаг→хищник 1 порядка→хищник 2-го порядка→паразит→редуцент.

2. разветвленные

автотроф фтофаг хищник1паразит редуцент хищник1 хищник2

В основе формирования пищевых цепей лежат законы физики, термодинамики.

В природе пищевые цепи состоят не более чем из 6-ти уровней. На каждом последующем уровне происходит уменьшение биомассы и энергии и измельчение организмов и их численности.

Экологические пирамиды.

1. пирамида биомассы.

2. пирамида численности.

3. пирамида энергии.

Они дают представление о каком-либо аспекте жизнед-ти сообщества.

1. Для водных экос-м пирамида биомассы имеет перевернутый вид – одномоментное измерение, а в длительной перспективе она имеет правильный (прямой) вид.

2. Пирамида числ-ти отражает числ-ть.

3. Пирамида энергии отражает энергетич-ие затраты и потери. Она дает наиболее полное представление о состоянии экос-мы.

80-90% энергии теряется на каждом последующем уровне.

0,001

0,01

0,1

1

Эк-ие пирамиды также помогают прогнозировать процессы в экос-ме.

В рамках экос-мы формируется не одна пищевая цепь, а несколько, образуя пищевую сеть – совокупность пищевых цепей в рамках отдельно взятого сообщества.

21. Учение В.И Вернадского о биосфере. Границы биосферы. Характер-ка биосферы.

Термин «биосфера» впервые применил австрийский геолог Э. Зюсс (1875). Уже в 20 веке возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании – учение о биосфере, основоположником которого явл-ся великий русский ученый В.И Вернадский. Вер-й назвал биосферой ту оболочку Земли, в формировании которой живые организмы играли и играют основную роль. Он выделил в биосфере три главных компонента: 1. живые орг-мы (вся их совокупность, т.е живое в-во) 2. мин-ые в-ва, включенные живым в-вом в биогенный круговорот 3. продукты деят-ти живого вещ-ва, временно не участвующие в биогенном круговороте. Вер-й понимал под биосферой все части земной коры, которые подвергались в течении геол-ой истории влиянию орг-ов. Совр-ая биосфера представляет собой сложную с-му, состоящую из многих компонентов, к-ые включают всю живую и неживую природу. Она охватывает часть атмосферы, всю гидросферу, верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биохим-ми циклами миграции вещ-в и Е. Элементарной структурной единицей биосферы служит биогеоценоз, т.е сообщество орг.ов (биоценоз) в совокупности с неорганической средой обитания (биотопом). Т.о. биосфера включает следующие уровни жизни: особь, популяцию, биоценоз, биогеоценоз. Эволюционирующей единицей является поп-ция. Следовательно, в основе учения Вернадского о биосфере лежат представления о планетарной геохим-ой роли живого вещ-ва в образовании биосферы, как продукта длительного превращения в-в и энергии в ходе геол-го развития Земли. В пределах биосферы везде встречается либо само живое в-во либо следы его деят-ти: газы атм-ры, природная вода, запасы полезных ископаемых. Границы биосферы. Биосфера занимает пространство от озонового экрана, где на высоте до 20 км встречаются споры бактерий и грибов, до глубины более 3 км под земной поверхностью и около 2 км под дном океана. Там, особенно в водах нефтяных месторождений, обитают анаэробные бактерии. Самая большая концентрация биомассы сосредоточена на границах раздела геосфер, т.е в поверхностных и прибрежных водах океана и на поверхности суши. Это объясняется тем, что источником энергии биосферы является солнечный свет и автотрофные, а за ними и гетеротрофные организмы основном заселяют места, где солнечная радиация наиболее интенсивна.