8. Динамика сообществ – сукцессии, их типы, смены, стадии, эволюция.

Динамика сообществ (сукцессии) – изменение видового состава и количественных характеристик и структуры. Существует 3 типа сукцессий:

1. Экзогенные сукцессии – протекают при изменении внешних условий существования сообщества. Суммой условий являются климатические условия. Климатогенные изменения протекают в наземных сообществах. Для водных сообществ в меньшей мере проявляются, наиболее заметно проявляются в областях с быстрым изменением сообществ, формируются в прибрежной зоне или на водоразделе.

2. Эндогенные сукцессии – это такие изменения в сообществе, которые возникают или протекают под влиянием внутреннего взаимодействия между популяциями одного сообщества. Может меняться видовой состав водорослей, детрита, конкуренция, могут меняться в сезонном и многолетнем аспекте. Показывает внутреннее устройство.

3. Антропогенные сукцессии – возникают под влиянием хозяйственной деятельности человека. Такие сукцессии наиболее яркие, например водохранилища.

Различают первичные и вторичные сукцессии. Первичная сукцессия – это такой тип сообщества, который формируется на неподготовленной основе (вулканическая лава, дно нового корабля, скала). Она сразу начинает заселяться в следующей последовательности: бактерии → сине-зеленые водоросли → простейшие (амебы, коловратки), они дают субстрату фосфор → грибы, идут процессы выщелачивания, появляется железо, углерод → лишайники.

Сукачев видел в первичной сукцессии несколько процессов:

1) импульсверизация (появление минеральной пыли извне);

2) инспермация (приток, прилет организмов в покоящейся стадии);

3) адаптация к среде и коадаптации;

4) сингенез – формирование трофоценотической структуры в сообществе.

По мере формирования может быть много стадий заселения.

Вторичные возникают на подготовленной основе, здесь есть свободные микроэлементы, органическое вещество (погибшее дерево). По вторичному типу происходит сукцессия после верхового пожара, затопление территории для водохранилища, сезонные сукцессии. В первую очередь появляются растения-пионеры (сажегетеротопы).

Эволюция. Здесь происходят те же сукцессии. Ультраолиготрофное горное озеро → импульсверизация, инспермация → олиготрофное → мезотрофное → эвтрофикация → заболачивание → болото.

Каждой стадии соответствует свое сообщество.

1. Молодая стадия.

2. Гомеостаз, все процессы уравновешены, зрелая, первичная продукция выше 1.

3. Продукция снижается относительно биомассы и энергии.

4. Климаксное сообщество, биомасса преобладает над продукцией (перезрелый лес). Происходит вторичная продукция.

Атмосфера

9. Строение атмосферы и изменение ее газового состава с высотой.

Атмосфера делится на части, которые отличаются по своим характеристикам. Наибольшее распространение по изменению температуры с изменением высоты.

1. Тропосфера. С высотой температура понижается. В тропиках до высоты 15-17 км, в умеренных широтах до 10-12 км, над полюсами 8-9 км. Есть слои, в которых температура остается постоянной, могут создаваться условия, когда температура с высотой повышается – температурная инверсия. В среднем температура падает с высотой на 0,6˚ на 100 метров подъема – градиент падения температуры. Давление падает на верхней границе в 3-10 раз по сравнению с земной поверхностью. Испытывает влияние от подстилающей поверхности, различия нагревания суши и океана приводят к возникновению теплых и холодных течений. На верхней границе – тропопауза – тонкий переходный слой в 1-2 км. Температура не меняется – изотермия: температура на верхней границе над экватором до -80˚ С, над полюсами: з - 60˚ С, л - 48˚ С.

2. Стратосфера. До высоты 50-55 км. Характеризуется тем, что температура с высотой увеличивается. На верхней границе атмосфера примерно такая же теплая как у поверхности Земли (положительная). На высоте примерно 50 км – стратопауза. В стратосфере воздух перемешивается слабо в силу того, что температура увеличивается. Скорость перемешивания в тропосфере намного выше. Состояние атмосферы неустойчиво в тропосфере. В стратосфере все наоборот. Почему в стратосфере температура увеличивается? Здесь сосредоточена основная часть О₂, он поглощает солнечное тепло, соответственно эти слои нагреваются, плотность меньше.

3. Мезосфера, до высоты 80-85 км. Температура с высотой понижается и в верхней части мезосферы падает до -110˚ С. Верхняя граница – мезопауза, давление воздуха в 1000 раз меньше, чем у земной поверхности.

4. Термосфера, до высоты 800-1000 км простирается. Температура с высотой резко увеличивается и на высоте примерно 200-250 км температура превышает +1500˚ С. Максимальная температура в областях полярных сияний до +3000˚ С. Температуру определяют по скорости движения молекул. Нагревания такого нет.

6. Выше 1000 км экзосфера. Скорость движения велика, некоторые со скоростью 2-й космической и способны покидать атмосферу (Не и Н) – сфера ускользания газов.

Изменение газового состава с высотой: внизу 78% - N₂, 21% - О₂, 0,93% - Аr, 0,03% - СО₂. Все остальные в значительно меньших количествах. Содержание водяного пара с высотой меняется, максимальная у земной поверхности, за исключением зон облакообразования. В абсолютных значениях от 0 до 5%. В нижних слоях атмосферы (100 км) химический состав атмосферы практически не меняется в 100 км – гомосфера. Выше изменения в химическом составе – гетеросфера. Гомо- за счет перемешивания, гетеро- перемешивание не играет роль и молекулы распадаются на атомы (атомарный азот), количество молекул сравнивается с количеством атомов О₂. Выше 200 км нет Аr (тяжелый газ), увеличивается количество легких газов Не и Н, постоянно покидают атмосферу Земли, но их количество остается постоянным. Не при радиоактивном распаде образуется, а Н₂ за счет распада молекул воды.