Поняття про екологічні сукцесії
Сукцесія (від лат. succesio - спадкоємність, успадкування) - послідовна незворотна і закономірна зміна одного біоценозу (фітоценозу, мікробного співтовариства і т. д.) іншим на певній ділянці середовища в часі внаслідок впливу природних факторів (у тому числі внутрішніх сил) або дії людини.
Існує безліч класифікацій сукцесій, Розрізняють зазвичай первинні та вторинні сукцесії.
Первинні сукцесії. Під первинною зазвичай розуміється сукцесія, розвиток якої починається на спочатку неживому субстраті. Хід первинної сукцесії розглянемо з прикладу наземних екосистем. Якщо взяти ділянки земної поверхні, наприклад занедбані піщані кар'єри, в різних географічних районах (у лісовій, степовій зонах або серед тропічних лісів тощо), то для всіх цих об'єктів будуть характерні такі закономірності як: заселення живими організмами, збільшення їх видового різноманітності, поступове збагачення грунтів органічною речовиною, зростання їх родючості, посилення зв'язків між різними видами або трофічними групами організмів, зменшення кількості вільних, екологічних ніш, поступове формування все більш складних біоценозів та екосистем, підвищення їх продуктивності. при цьому, як правило, змінюються більшими, інтенсифікуються процеси круговороту речовин і т. п. У кожному випадку при цьому можна виділити послідовні стадії сукцесій, під якими розуміється зміна одних екосистем іншими, а сукцесійні ряди закінчуються екосистемами, що мало змінюються. Їх називають клімаксними (грец. клімакс - сходи), корінними або вузловими
Вториннісукцесії.Вторинні сукцесії відрізняються від первинних тим, що вони починаються зазвичай не з нульових значень, а виникають на місці порушених чи зруйнованих екосистем. Наприклад, після вирубування лісів, лісових пожеж, при заростанні площ, що знаходилися під сільськогосподарськими угіддями. Основна відмінність цих сукцесій полягає в тому, що вони протікають незрівнянно швидше за первинні, тому що починаються з проміжних стадій (трав, чагарників або деревних рослин-піонерів) і на тлі більш багатих ґрунтів
Для будь-якої сукцесії, особливо первинної, характерні такі загальні закономірності перебігу процесу.
1.На початкових стадіях видова різноманітність незначна, продуктивність та біомаса малі. З розвитком сукцесії ці показники зростають.
2.З розвитком сукцесійного ряду збільшуються взаємозв'язки між організмами. Особливо зростає кількість та роль симбіотичних відносин. Повніше освоюється місце існування, ускладнюються ланцюги та мережі живлення.
3.Зменшується кількість вільних екологічних ніш, і в клімаксному співтоваристві вони або відсутні, або перебувають у мінімумі. У зв'язку з цим з розвитком сукцесії зменшується ймовірність спалахів чисельності окремих видів.
4.Інтенсифікуються процеси кругообігу речовин, потоку енергії та дихання екосистем.
5.Швидкість сукцесійного процесу більшою мірою залежить від тривалості життя організмів, які відіграють основну роль у додаванні та функціонуванні екосистем.6.Незмінність завершальних (клімаксних) стадій сукцесій відносна. Динамічні процеси у своїй не зупиняються, лише уповільнюються. Продовжуються динамічні процеси, що обумовлюються змінами довкілля, зміною поколінь організмів та іншими явищами. Щодовелику питому вагу займають динамічні процеси циклічного (флуктуаційного) плану.
Потік енергії та круговороти речовин у біосфері
Під кругообігом речовин розуміють повторюваний процес перетворення і переміщення речовин у природі, що має більш менш виражений циклічний характер. У кругообігу речовин беруть участь усі живі організми, що поглинають із зовнішнього середовища одні речовини та виділяють у неї інші. Так, рослини споживають із зовнішнього середовища вуглекислий газ, воду та мінеральні солі та виділяють у неї кисень. Тварини вдихають кисень, виділений рослинами, а поїдаючи їх, засвоюють синтезовані з води та вуглекислого газу органічні речовини та виділяють вуглекислий газ, воду та речовини неперетравленої частини їжі. При розкладанні бактеріями та грибами відмерлих рослин та тварин утворюється додаткова кількість вуглекислого газу, а органічні речовини перетворюються на мінеральні, які потрапляють у ґрунт і знову засвоюються рослинами. Безперервна циркуляція хімічних елементів у біосфері більш-менш замкнутими шляхами називається біогеохімічним циклом. Необхідність такої циркуляції пояснюється обмеженістю їх запасів планети. Щоб забезпечити нескінченність життя, хімічні елементи повинні здійснювати рух по колу. основних круговоротів речовин: великий (геологічний) і малий (біологічний, або біотичний), які охоплюють всю планету.Геологічний (великий) кругообіг- це обмін речовинами між сушею і Світовим океаном Насамперед відбувається глобальна циркуляція води, тобто. спочатку випаданняатмосферних опадів, потім - поверхневий і підземний стік, інфільтрація, випаровування і нарешті - конденсація, потім знову випадають опади. На кругообіг води витрачається майже третина всієї сонячної енергії, що надходить до Землі. в осадових породах у вигляді вапняків, торфу, нафти та інших порід і мінералів. Цим забезпечується поступальний розвиток земної кори та біосфери. 5>біологічному кругообігу в притаманні такі характерні особливості в порівнянні з геологічним: його дія відбувається, як правило, в межах біогеоценозу, тоді як геологічний відбувається на великих територіях - материках і прилеглих до них частинах океану;
- головною причиною та рушійною силою біологічного круговороту є різний характер харчування продуцентів, консументів та редуцентів, а геологічного – кругообіг води між океаном та сушею; у малому кругообігу беруть участь тільки біогенні елементи, тоді як у великому - всі хімічні елементи, які є в земній корі
- Тривалість циклів хімічних елементів у біологічному кругообігу є короткочасною (рік, кілька років, десятки та сотні років), а тривалість циклу в геологічному становить десятки і навіть сотні тисяч Роки. Кругообіг речовин, як і всі процеси, що відбуваються в природі, вимагає постійного припливу енергії. Основою біогенного кругообігу, що забезпечує існування життя, є сонячна енергія. Пов'язана в органічних речовинах енергія але ступеням харчового ланцюга зменшується,тому що більша її частина надходить у навколишнє середовище у вигляді тепла або ж витрачається на здійснення процесів, що відбуваються в організмах, Тому в біосфері спостерігається потік енергії та її перетворення. Таким чином, біосфера може бути стійкою лише за умови постійного кругообігу речовин та припливу сонячної енергії.
Речовини біосфери
Розробляючи вчення про біосферу, В.І.Вернадський велику увагу приділяв планетарної геохімічної ролі живої речовини, що складає біосферу. Як ми зазначали, В.І.Вернадський вважав, що речовина біосфери складається з кількох різнорідних природних елементів.Жива речовина— вся сукупність тіл живих організмів, що населяють Землю, фізико-хімічно єдина, незалежно від їхньої систематичної приналежності. Маса живої речовини порівняно мала і оцінюється величиною 2,4…3,6•1012 т (у сухій вазі) і становить менше однієї мільйонної частини всієї біосфери (бл. 3•1018 т), яка, у свою чергу, є меншою за одну тисячної маси Землі. Але це одна з наймогутніших геохімічних сил нашої планети, оскільки живі організми не просто населяють земну кору, а перетворюють образ Землі. Живі організми населяють земну поверхню дуже нерівномірно. Їхнє поширення залежить від географічної широти.
Біогенна речовина— речовина, що створюється та переробляється живим організмом. Протягом органічної еволюції живі організми тисячі разів пропустили через свої органи, тканини, клітини, кров більшу частину атмосфери, весь обсяг світового океану, величезну масу мінеральних речовин. Цю геологічну роль живої речовини можна уявити за родовищами вугілля, нафти, карбонатних порід тощо.
Кісна речовина- продукти, що утворюються безУчасть живих організмів.
Біокосна речовина— речовина, яка створюється одночасно живими організмами та відсталими процесами, представляючи динамічно рівноважні системи тих та інших. Такі грунт, мул, кора вивітрювання тощо. буд. Організми у яких грають провідну роль.
Речовина, що знаходиться в радіоактивному розпаді.
Розсіяні атоми, що безперервно створюються з різного роду земної речовини під впливом космічних випромінювань.
Речовина космічного походження.