13 Полнота биотического круговорота. Особенности сукцессии наземных экосистем

Деструктивная функция обусловливает процессы, связанные с разложением мертвой органики, с химическим разрушением горных пород и вовлечением образовавшихся веществ в биотический круговорот. В результате этого образуются биокосные и биогенные вещества, происходит минерализация органики, т.е. превращение ее в косное вещество.

Вырубка лесов, эрозия почв, замещение природных ландшафтов строительными объектами, горными выработками и городами снижает общую биомассу фотосинтетиков, делает привычным биотический круговорот, отрицательно влияет на жизнь человека.

Жизнь существует в форме биотических круговоротов органического вещества, основанных на взаимодействии процесса синтеза и деструкции ( разрушения); каждый вид организмов - звено биотического круговорота. Функцию синтеза выполняют зеленые растения, деструкции - микроорганизмы. Несмотря на все свое могущество, человек остается звеном биотического круговорота. Однако деятельность человека уже давно нарушила его договор с природой.

В результате деятельности микроорганизмов в больших масштабах происходит не только фиксация азота, но и окисление, и восстановление многих элементов, таких, как сера, железо и др. Последние либо вовлекаются в биотический круговорот, либо образуют руды органического происхождения.

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов. Глобальный биотический круговорот осуществляется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами.

Главная функция биосферы заключается в осуществлении круговорота химических элементов. Глобальный биотический круговорот совершается при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами.

Жизнедеятельность биоценозов сопровождается синтезом и распадом органического вещества. Они стимулируют биотический круговорот - важнейший фактор длительного ( теоретически - вечного) существования жизни на Земле.

Биогеоценозы крайне разнообразны и в различной степени насыщены живыми организмами. Соответственно скорость биотического круговорота и, следовательно, его продуктивность заметно различаются. В водных экосистемах круговорот совершается быстрее, чем в наземных, в тропических зонах его скорость и продуктивность выше, чем в арктических.

Антропогенный обмен существенно изменяет общепланетарный круговорот веществ, резко ускоряя его. Он отличается от биотического круговорота своей незамкнутостью, носит открытый характер. На входе антропогенного обмена находятся природные ресурсы, а на выходе - производственные и бытовые отходы. Экологическое несовершенство антропогенного обмена заключается в том, что коэффициент полезного использования природных ресурсов, как правило, чрезвычайно низок, а отходы производства ухудшают природную среду, многие из них не разлагаются до природного состояния. В период научно-технического прогресса и на стадии его интенсификации масштабы и скорость антропогенного обмена резко возрастают, вызывая заметные напряжения в биосфере.

Большое значение в биотическом круговороте воды имеют процессы транспирации. С влагой растения потребляют из почвы минеральные и органические вещества, процесс транспирации регулирует температуру растений, предохраняя их от перегрева. Объемы воды, проходящие через биомассу, огромны. Например, для образования 1 т биомассы пшеницы необходимо 300 - 500 м3 воды. Количество воды, испаряющейся за день с поверхности листьев одной березы, - 0 075 м3, липы - 0 2 м3, а 1 га березняка, масса листьев которого составляет около 5000 кг, испаряет за день примерно 47 м3 воды.

В ландшафтах, характеризующихся дефицитом кобальта в почвах, целесообразно использовать кобальтовые удобрения. Они служат важным фактором оптимизации биотического круговорота кобальта, способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур и кормовых трав. Для удобрения лугов и пастбищ кобальт вносят в виде сульфата или хлорида, иногда применяют кобальтовый суперфосфат. В зависимости от химического состава почв дозы соли кобальта колеблются от 0 5 до 8 кг / га. Под влиянием кобальтовых удобрений качество пастбищного корма улучшается. Выпас стад на пастбищах, обогащенных кобальтом, приводит к повышению продуктивности и воспроизводительной способности животных, улучшению качества животноводческой продукции.

В сельскохозяйственные экосистемы ежегодно поступает значительное количество разнообразных пестицидов, предназначенных для борьбы с вредными насекомыми, сорными растениями и другими вредителями сельского хозяйства. Пестициды включаются в пищевые цепи и биотический круговорот.

В зависимости от уровня содержания меди в почве дозы медного купороса составляют 3 - 7 кг / га, иногда 10 - 25 кг / га, пиритных огарков - 0 5 - 0 8 т / га. Внесение медных удобрений в почву способствует поддержанию биотического круговорота меди и улучшению геохимической обстановки в БГЦ. У больных животных ( и у людей) исчезают признаки медной недостаточности.

Самоочищение связано с круговоротом веществ в водоеме. Напряженность, направленность и полнота самоочищения регулируются биотическим круговоротом, который в свою очередь определяется лимнологическим типом водоема, географическими особенностями его расположения, влиянием геофизических и антропогенных воздействий. Изучение механизма самоочищения позволит выявить его составляющие, поддающиеся в настоящее время регулированию с помощью инженерных решений.

Живые, неживые и биокосные компоненты биогеоценоза функционально взаимосвязаны между собой и образуют единую целостную систему. Целостность системы поддерживают процессы обмена веществ в форме биотического круговорота.

Сукцессия наземных экосистем

Сукцессия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообщества, биогеоценоза и т. д.) другим на определённом участке среды во времени.

Первичная сукцессия

Широко известным примером первичной сукцессии является заселение застывшей лавы после извержения вулкана или склона после схода лавины, уничтожившей весь профиль почвы. Сейчас подобные явления редки, но каждый участок суши в какое-то время прошёл через первичную сукцессию.

Первичные сукцессии развиваются параллельно с почвообразованием под влиянием постоянного попадания извне семян, отмирания неустойчивых к экстремальным условиям сеянцев и лишь с определённого времени — под влиянием межвидовой конкуренции. Развитие того или иного серийного сообщества и его смена обусловлены в основном содержанием азота в почве и степенью разрушения её минеральной части.

Например, для горных участков Аляски выделяют следующие типичные стадии первичной сукцессии с характерными растениями-доминантами:

Лишайники разрушают породу и обогащают её азотом.

Мхи и ряд трав.

Кустарниковые сообщества с преобладанием ивы.

Кустарниковые сообщества с преобладанием ольхи.

Ельник, затем доминирование тсуги.

Вторичная сукцессия

В качестве примера вторичной сукцессии обычно приводят ельник, уничтоженный после пожара. На занимаемой им ранее территории сохранилась почва и семена. Травяное сообщество образуется уже на следующий год. Дальше возможны варианты: во влажном климате доминирует ситник, затем он сменяется малиной, она — осиной; в сухом климате преобладает вейник, он сменяется шиповником, шиповник берёзой. Под покровом осинового или берёзового леса развиваются растения ели, со временем вытесняющие лиственные породы. Восстановление темнохвойного леса происходит примерно за 100 лет. Восстановление климаксных дубрав в Московской области обычно не происходит, поскольку лес вновь вырубается. Подробно вторичные сукцессии после пожаров в лесотундре и северной тайге рассмотрены в работах А. П. Тыртикова. Так после пожаров в редкостойных лесах и редколесьях на гарях через несколько десятилетий развиваются березняки травяные. Они сменяются смешанными зеленомоховыми лесами через 120—150 лет после пожара. Редкостойные смешанные сфагновые леса сменяют смешанные зеленомоховые леса через 200—250 лет после пожара.Редколесья на сфагновых болотах формируются на месте редкостойных сфагновых лесов через 250—300 лет. А через 300—350 лет кустарничково-лишайниковые тундры сменяют редколесья на сфагновых болотах.

В известной работе Ю. Одума описан также специфический тип вторичной сукцессии - циклическая сукцессия. Эта сукцессия имеет отличительную черту - в недрах сообщества зреют предпосылки для отката сообщества к более примитивному типу (например, посредством формирования огнеопасной среды). Одумом показано на примере калифорнийской чапарали. Для России аналогичный тип растительности - "харгонат" описан А.В. Беликович.