Контрольная работа по Экологии 17
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство сельского хозяйства РФ
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Пермская государственная сельскохозяйственная академия
Имени академика Д.Н.Прянишникова
Кафедра экологии
Контрольная работа
По дисциплине «Экология»
Содержание
1. (15) Ультрафиолетовые лучи. Значение для живых организмов.
Стр. 3
2. (42) Температурный режим в водной среде. Особенности температурного режима летом в озерах.
Стр. 6
3. (66) Рождаемость. Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции.
Стр. 10
4. (98) Привязанность вида к биоценозу. Категории привязанности.
Стр. 14
5. (113) Сукцессии при зарастании
Стр. 18
15. Ультрафиолетовые лучи. Значение для живых организмов.
Свет является одним из важнейших абиотических факторов, особенно для фотосинтезирующих зеленых растений. Солнце излучает в космическое пространство громадное количество энергии. Свет для организмов, с одной стороны, служит первичным источником энергии, без которого невозможна жизнь, а с другой – прямое воздействие света на протоплазму смертельно для организма. Таким образом, многие морфологические и поведенческие характеристики связаны с решение этой проблемы. Эволюция биосферы в целом была направлена главным образом на «укрощение» поступающего солнечного излучения, использование его полезных составляющих и ослабление вредных или на защиту от них. Следовательно, свет – это не только жизненно важный фактор, но лимитирующий как на минимальном, так и максимальном уровне.
Количество света и его спектральный состав сильно влияют на биоту. Поток световой энергии, приходящийся на единицу площади поверхности Земли, зависит от широты и времени года тесно связан с температурой. Однако, для фотосинтеза важно получение именно «высококачественной» энергии квантов света, а не температура как таковая. Растение, лишенное света, погибнет даже при самом благоприятном сочетании других факторов. Роль спектрального состава в фотосинтезе сравнительно мало изучена. Скорее всего, более энергичные кванты синего и фиолетового света лучше для фотосинтеза.
В процессе эволюции различные виды растений приспособились к различной интенсивности света, причем адаптация может отличаться у организмов разного возраста. Например, молодые ели прекрасно себя чувствуют в тени старых деревьев и гибнут под прямыми солнечными лучами. Многие растения могут процветать только под густой тенью деревьев (например, ландыши и фиалки), поэтому так сильно отличается видовой состав травы и кустарников в густом лесу и, совсем рядом, на открытой поляне. Такие распространенные кустарники бореальных лесов как черника и брусника процветают в полутени соснового леса, но не любят луговых пространств. Таким образом, уровень освещенности у многих видов растений имеет достаточно явно выраженным оптимум, диапазон толерантности к нему ограничен и сверху, и снизу.
Среди солнечной энергии, проникающей в атмосферу Земли, на видимый свет приходится около 50% энергии, остальные 50% составляют тепловые инфракрасные лучи и около 1%-ультрфиолетовые лучи.
Видимые лучи состоят из лучей разной окраски и имеют разную длину волн.
В жизни организмов важны не только видимые лучи, но и другие виды лучистой энергии, достигающие земной поверхности: ультрафиолетовые, инфракрасные лучи, электромагнитные и некоторые другие излучения. Ультрафиолетовые лучи. Наиболее коротковолновая (200 – 280 нм) зона этой части спектра («ультрафиолет С») активно адсорбируется кожей; по опасности «ультрафиолет - С» близок к Х-лучам, но практически полностью поглощается озоновым экраном. Следующая зона – «ультрафиолет – В», с длинной волны 280 – 320 нм – наиболее опасная часть спектра ультрафиолета, обладающим канцерогенным действием. Механизм этого действия неизвестен; предполагают влияние через нарушение молекул ДНК. Кроме того, эти лучи инактивируют в коже клетке Лангерганса, отвечающие за ее иммунитет, а также активируют некоторые микроорганизмы. Последнее свойственно только этой части спектра ультрафиолета; в других длинах волн ультрафиолет губителен для микробов. Большая часть зоны других «ультрафиолета – В» также поглощается озоновым экраном; до поверхности Земли доходят лишь ультрафиолетовые лучи с длиной волны примерно от 300 нм. Эта часть спектра обладает большой энергией и оказывает на живые организмы главным образом химическая действие. В частности, ультрафиолетовые лучи стимулируют процессы клеточного синтеза. Показано, что облучение ультрафиолетом повышает продуктивность молодняка сельскохозяйственных животных.
Под действием этих лучей в организме синтезируется витамин D, регулирующий обмен кальция и фосфора, а соответственно нормальный рост и развитие скелета. Особенно велико значение этого витамина для растущего молодняка. Поэтому многие млекопитающие, выводящие детенышей в нормах, регулярно (чаще – по утрам) выносят их на освещении солнцем места вблизи норы. Так поступают, например, лисицы и барсуки. «Солнечное купанье» свойственно и многим птицам; основная роль этой формы поведения – нормализация обмена, синтез витамина D и регуляция продукции меланина. У водоплавающих птиц витамин D синтезируется на основе жирного секрета копчиковых желез, которым они смазывают свое оперение; соскабливая затем при чистке пера слой жира, птицы заглатывают его и таким образом обеспечивают себя витамином.
Действие ультрафиолета зависит от дозы: слишком сильное облучение вредно для организма. Особенно неустойчивы к коротковолновой радиации активно делящиеся клетки. Как приспособление к экранированию организма от передозировки ультрафиолета у многих видов формируются темные пигменты, поглощающие эти лучи. Такова природа загара у человека. У лягушек и некоторых других амфибий откладываемые на поверхности воды икринки имеют пигментированный анимальный (верхний) полюс. То же свойственно ряду видов рыб. У многих рептилий и грызунов, обитающих в условиях высокой инсоляции, пигментирована брыжейка, причем на чем большей поверхности, чем выше уровень облучения в свойственных местах обитания. В первую очередь таким путем экранируются гонады; у пустынных грызунов отмечена пигментация мошонки. У сусликов обнаружены пигментированные оболочки.
Ультрафиолетовая радиация составляет около 5 – 10 % суммарной радиации, достигающей поверхности Земли.
42. Температурный режим в водной среде. Особенности температурного режима летом в озерах.
Температурный режим - важнейшее условие существования живых организмов, так как все физиологические процессы в них возможны при определенных условиях. Главным источником тепла является солнечное излучение.
Солнечная радиация превращается в экзогенный, находящийся вне организма, источник тепла во всех случаях, когда она падает на организм и им поглощается. Сила и характер воздействия солнечного излучения зависят от географического положения и являются важным факторами, определяющими климат региона. Климат же определяет наличие и обилие видов растений и животных в данной местности. Диапазоне существующих во Вселенной температур равен тысячам градусов.
Температурный фактор характеризуется ярко выраженными и как сезонными, так и суточными колебаниями. В ряде районов Земли это действие фактора имеет важное сигнальное значение в регуляции сроков активности организмов, обеспечении суточного и сезонного режимов жизни.
При характеристике температурного фактора очень важно учитывать его крайние показатели, продолжительность их действия, повторяемость. Выходящие за пределы терпимости организмов изменения температуры в местах обитания приводят к массовой их гибели. Значение температуры заключается и в том, что она изменяет скорость протекания физико-химических процессах в клетках, отражающихся на всей жизнедеятельности организмов. Температура влияет на анатомо-морфологические особенности организмов, ход физиологических процессов, их рост, развитие, поведение и во многих случаях определяет географическое распространение растений и животных.
При оптимальных температурах у всех организмов физиологические процессы протекают наиболее интенсивно, что способствует увеличению темпов их роста.
Температурный режим отличается в воде, во-первых, меньшим притоком тепла, во-вторых, большей стабильностью, чем на суши. Часть тепловой энергии, поступающей на поверхность воды, отражается, часть расходуется на испарение. Испарение воды с поверхности водоемов, при котором затрачивается около 2263×8 Дж/г, препятствует перегреванию нижних слоев, а образование льда, при котором выделяется теплота плавления (333,48 Дж/г), замедляет их охлаждение.
Изменение температуры в текущих водах следует за ее изменениями в окружающем воздухе, отличаясь меньшей амплитудой.
В озерах и прудах умеренных широт термический режим определяется хорошо известным физическим явлением – вода обладает максимальной плотностью при 4˚С. Вода в них четко делится на три слоя: верхний – эпилимнион, температура которого испытывает резкие сезонные колебания; переходный, слой температурного скачка, - металимнион, где отмечается резкий перепад температур; глубоководный (придонный )- гиполимнион, доходящий до самого дна, где температура в течение года изменяется незначительно.
Летом наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные – у дна. Данный вид послойного распределения температур в водоеме носит название прямой стратификации. Зимой с понижением температуры, происходит обратная стратификация. Поверхностный слой воды имеет температуру, близкую к 0˚С. На дне температура около 4˚С, что соответствует максимальной ее плотности. Таким образом, с глубиной температура повышается. Это явление называют температурной дихотомией. Наблюдается в большинстве наших озер летом и зимой. В результате нарушается вертикальная циркуляция, образуется плотностная стратификация воды, наступает период временного застоя – стагнация.
С дальнейшим повышением температуры верхние слои воды становятся все менее плотными и уже не опускаются – наступает летняя стагнация.
Осенью поверхностные воды снова охлаждаются до 4˚С и опускаются на дно, вызывая вторичное в году перемешивание масс с выравниванием температуры, т.е. наступление осенней гомотермии.
В воде как среде жизни, с одной стороны, существует довольно значительное разнообразие температурных условий, а с другой – термодинамические особенности водной среды, такие, как высокая удельная теплоемкость, большая теплопроводность и расширение при замерзании, создают благоприятные условия для живых организмов.
Так, для зимовки многолетних гидрофитов в реках и озерах большое значение имеет вертикальное распределение температур подо льдом. Наиболее плотная и наименее холодная вода с температурой 4˚С располагается в придонном слое, куда опускаются зимующие почки роголистника, пузырчатки и др., а также целые облиственные растения, такие, как ряска, элодея. Погружение связано с накоплением крахмала и утяжелением растений. К весне крахмал превращается в растворимые сахара и жиры, что делает почки легче и обеспечивает возможность их всплытия.
Относительно низкая температура водной среды обуславливает отмирание вегетирующих частей у погруженных в воду растений после образования зимних почек и замену летних тонких нежных листьев более жесткими и короткими зимними. Низкая температура вода отрицательно сказывается из генеративных органов водных растений, а высокая ее плотность затрудняет перенос пыльцы. В связи с этим водные растения интенсивно размножаются вегетативным путем.
Организмы в водоемах умеренных широт хорошо приспособлены к сезонным вертикальным перемещениям слоев воды, к весенней и осенней гомотермии, к летней и зимней стагнации. Поскольку температурный режим водоемов характеризуется большой стабильностью, среди гидробионтов в большой мере, чем среди организмов суши, распространена стенотермность. Эвритермные виды встречаются главным образом в мелких континентальных водоемах и на литорали морей высоких и умеренных широт, где значительны суточные и сезонные колебания.
66. Рождаемость. Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции.
Популяция – это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.
Динамика численности и плотности популяций находится в тесной зависимости от рождаемости или плодовитости и смертности.
Рождаемость - это способность популяции к увеличению численности. Характеризует частоту появления новых особей в популяции. Различают рождаемость абсолютную и удельную. Абсолютная (общая) рождаемость – число новых особей (∆Nn),появившихся за единицу времени (∆t). Удельная рождаемость выражается в числе особей на особь в единицу времени:
Так для популяций человека как показатель удельной рождаемости используют число детей, родившихся в год на 1000 человек. В живых организмах заложена огромная возможность к размножению подтверждается правилом максимальной рождаемости (воспроизводства): в популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного количества новых особей. Оно достигается в идеальных условиях, когда отсутствуют лимитирующие экологические факторы и размножение ограничено лишь физиологическими особенностями вида. Например, один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земной шар, если все семена прорастут. Другой пример. Бактерии делятся каждые 20 минут. При таком темпе одна клетка за 36 ч может дать потомство, которое покроет сплошным слое всю нашу планету. Обычно же существует экологическая или реализуемая рождаемость, возникающая в обычных или специфических условиях среды. Средняя величина плодовитости выработана исторически как приспособление, которое обеспечивает пополнение убыли популяций. Естественно, что у менее приспособленных видов к неблагоприятным условиям высокая смертность в молодом возрасте компенсируется значительной плодовитостью.
Среди насекомых самая высокая плодовитость у растительноядных форм, а низкая – у хищников и паразитов. В благоприятных условиях плодовитость, как правило, низкая. Характер плодовитости зависит и от скорости полового созревания, числа генераций в течение сезона, от состояния самок в популяции и самцов. Если вид размножается с большой скоростью и чутко реагирует на изменение условий среды, то численность популяций его быстро и существенно изменяется. Это относится ко многим насекомым и мышевидным грызунам. Таким образом, максимальная рождаемость или плодовитость является константой, определяемой расчетным путем, например, умножением среднего числа гнезд, которое способна построить самка птицы за год, на такое же число яиц, которое она может отложить в наиболее благоприятную часть сезона года. Максимальная рождаемость – тот предел, который характерен для скоростей увеличения числа особей в популяции.
Численность и плотность популяции зависит также от смертности. Смертность популяции – это количество особей, погибших за определенный период. Абсолютная (общая) смертность – это число особей, погибших в единицу времени (∆Nm). Удельная смертность (d) выражается отношением абсолютной смертности к численности популяции:
Различают три типа смертности. Первый тип смертности характеризуется одинаковой смертностью во всех возрастах. Выражается экспоненциальной кривой (убывающей геометрической прогрессии). Данный тип смертности встречается редко и только у популяций, которые постоянно находятся в оптимальных условиях.
Второй тип смертности характеризуется повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития и свойственен большинству растений и животных. Максимальная гибель животных происходит в личиночной фазе или в молодом возрасте, у многих растений – стадии произрастания семян и всходов. У насекомых до взрослых особей доживает 0,3-0,5% отложенных яиц, у многих рыб – 1-2% количества выметанной икры.
Третий тип смертности отличается повышенной гибелью взрослых, в первую очередь старых, особей. Отличается он у насекомых, личинки которых обитают в почве, древесине, а также в других местах с благоприятными условиями.
Если рождаемость в популяции превышает смертность, то популяция, как правило, будет расти. С увеличением плотности скорость роста популяции постепенно снижается до нуля. При нулевом росте популяция стабильна, т.е. размеры ее не меняются. Отдельные организмы при этом могут расти и размножаться. Нулевая скорость роста означает лишь то, что скорость размножения, если оно происходит, уравновешена смертностью. Денная картина характерна для ряда одноклеточных и многоклеточных организмов, например для клеток водорослей в культурной жидкости, для фитопланктона озер и океанов весной, для насекомых (мучные хрущаки, а также клещи, интродуцированные в новое местообитание с обильными запасами пищи, где нет хищников).
Миграция, или расселение, так же как и внезапное снижение скорости размножения, может способствовать уменьшению численности популяции. Расселение может быть связано с определенной стадией жизненного цикла, например с образованием семян. Рассматривая вопрос об оптимальных размерах популяции в данной среде, следует учитывать поддерживающую емкость или кормовую продуктивность среды. Чем выше поддерживающая емкость, тем больше максимальный размер популяции, который может существовать неопределенно долгое время в данном месте обитании. Дальнейшему росту популяции будут препятствовать один или несколько лимитирующих факторов. Это зависит от доступности ресурсов для данного вида.
Таким образом, скорость роста популяции в естественных местообитаниях будет зависеть от климатических изменений, от снабжения пищей и от того, ограничено ли размножение определенным временем года и др., что должно учитываться при составлении моделей или их усовершенствовании.
98. Привязанность вида к биоценозу. Категории привязанности.
Биоценоз – это совокупность популяций всех видов живых организмов, населяющих определенную географическую территорию, отличающуюся от других соседних территорий по химическому составу почв, вод, а также по ряду физических показателей (высота над уровнем моря, величина солнечного облучения и т.д.).
В состав биоценоза, таким образом, входят такие компоненты, как растительный. Он представлен тем или иным растительным сообществом – фитоценозом; животный компонент – зооценоз микроорганизмы. Они образуются в почве, в водной или воздушной среде микробные биокомплексы – микробиоценозы. Конкретные сообщества складываются в строго определенных условиях окружающей среды (почва и грунтовые воды, климат, осадки). Взаимодействуя с компонентами биоценоза (растения, микроорганизмы и др.), почва и грунтовые воды образуют эдафотоп, а атмосфера – климатоп. Компоненты, относящиеся к неживой природе, образуют косное единство – экотоп. Относительно однородное по абиотическим факторам среды пространство, занятое биоценоз, называют биотопом.
Биоценоз и биотопом оказывают друг на друга взаимное влияние, выражающееся главным образом в непрерывном обмене энергией как между двумя составляющими, так и внутри каждой из них. Масштаб биоценотических группировок организмов весьма различен, от сообществ, например, подушек лишайников на стволах деревьев или разлагающегося пня до населения ландшафтов: лесов, степей, пустынь и т.д. По отношению к мелким сообществом (стволы или листва деревьев, моховые кочки на болотах, муравейники и др.) применяют такие термины, как «микросообщества», «биоценотические группировки», «биоценотические биокомплексы» и т.д.
Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие в нем видов и соотношение их численности или массы. Каждый конкретный биоценоз характеризуется строго определенным видовым составом. Везде, где условия абиотической среды приближаются к оптимальным для жизни, возникают богатые видами сообщества, например, тропические леса, коралловые рифы, долины рек в аридных районах и др. Увеличение видового разнообразия по мере передвижения с севера на юг было сформулировано А.Уоллесом в 1859г. И получило название правило Уоллеса. Оно касается как видов, так и составляющих ими сообществ. Видовой состав биоценозов зависит как от длительности их существования, так и истории каждого биоценоза.
Молодые, формирующиеся сообщества, как правило, имеют меньший набор видов, чем давно сложившиеся, зрелые. Биоценозы, созданные человеком, обычно беднеем видами по сравнению со сходными с ними природными системами. Однако даже самые обедненные биоценозы включают несколько десятков видов организмов, которые принадлежат к разным систематическим и экологическим группам. При этом одни виды биоценоза могут быть представлены многочисленными популяциями, а другие малочисленными. В любом биоценозе можно выделить один или несколько видов, определяющих облик.
Частота встречаемости характеризует равномерность или неравномерность распределения видов в биоценозе. Рассчитывается как процентное отношение числа проб и учетных площадок, где встречается вид, к общему числу таких проб или площадок.
Постоянство представляет собой следующее отношение выраженное в процентах:
где p – число выборок, содержащих изучаемый вид, а P – общее число взятых выборок.
В зависимости от значения C есть следующие категории видов:
постоянные виды встречаются более чем в 50% выборок;
добавочные виды встречаются в 25-50% выборок;
случайные виды встречаются менее чем в 25% выборок.
Численность и встречаемость вида не связаны прямой зависимостью. Вид может быть малочисленным, но встречаемость довольно высокая, или многочисленным, но с низкой встречаемостью. В лесу, который состоит из десятков видов растений, обычно один или два из них дают до 90% древесины. Данные виды называют доминирующими и доминантными. Они занимают ведущее, господствующее положение в биоценозе. Наземные биоценозы носят название по доминирующим видам: березовый лес, ковыльно-типчаковая степь, сфагновое болото.
Во всех биоценозах численно преобладают мелкие формы – бактерии и другие микроорганизмы. При сравнении разноразмерных видов показатель доминирования по численности не может отразить особенности сообщества.
Виды, живущие за счет доминантов, получили название предоминантов. К примеру, в сосновом лесу таковыми являются кормящиеся на сосне насекомые, белки, мышевидные грызуны.
Однако не все доминантные виды одинаково влияют на биоценоз. В биоценозе есть и так называемые эдификаторы – виды, которые своей жизнедеятельностью в наибольшей степени создают среду для всего сообщества и без которых в связи с этим существование большинства других видов невозможно. Это строители сообщества. Удаление вида – эдификатора из биоценоза влечет за собой изменение физической среды, в первую очередь микроклимата биотопа. Эдификаторами наземных биоценозов выступают определенные виды растений: в березовых лесах – береза, в сосновых – сосна, в степях – злаковые растения.
Все виды, слагающие биоценоз, в определенной степени связаны с доминирующими видами и эдификаторами. Внутри биоценоза формируются в той или иной степени тесные группировки, комплексы популяций, которые зависят от растений-эдификаторов или от других элементов биоценоза, создаются своеобразные структурные единицы биоценоза – консорции.
Консорция – это совокупность популяций организмов, жизнедеятельность которых в пределах одного биоценоза трофически или топически связана с центральным видом – автотрофным растением. В роли центрального вида обычно выступает эдификатор – основной вид, который определяет особенности биоценоза. Популяции остальных видов консорции образуют ее ядро, за счет которого существуют виды, разрушающие органическое вещество, создаваемое автотрофами. Популяции автотрофного растения, например березы, на базе которого формируется консорция, называется детерминантом, а виды, объединенные вокруг него, - консортами.
113. Сукцессии при зарастании озера.
Поступательные изменения в экосистеме приводят в конечном итоге к смене одного биоценоза другим, с иным набором господствующих видов. Причинами подобных смен могут являться внешние по отношению к биоценозу факторы, действующие длительное время в одном направлении, например увеличивающееся загрязнения водоемов, возрастающее в результате мелиорации иссушение болотных почв, усиленный выпас скота и т.д. Данные смены одного биоценоза другим называют экзогенетическими. В том случае, когда усиливающее влияние фактора приводит к постепенному упрощению структуры биоценоза, обеднению их состава, снижению продуктивности, подобные смены называют дигрессивными или дигрессиями.
Эндогенетические смены возникают в результате процессов, которые происходят внутри самого биоценоза. Последовательная смена одного биоценоза другим называется экологической сукцессией. Сукцессия является процессом саморазвития экосистем. В основе сукцессии лежит неполнота биологического круговорота в данном биоценозе. Известно, что живые организмы в результате жизнедеятельности меняют вокруг себя среду, изымая из нее часть веществ и насыщая ее продуктами метаболизма. При сравнительно длительном существовании популяции они меняют свое окружение в неблагоприятную сторону и как результат – оказываются вытесненными популяциями других видов, для которых вызванные преобразования среды оказываются экологически выгодными. В биоценозе таким образом происходит смена господствующих видов.
На основе конкурентных взаимодействий видов в ходе сукцессии происходит постепенное формирование более устойчивых комбинаций, соответствующих конкурентным абиотическим условиям среды. Пример сукцессии, приводящей к смене одного сообщества другим, - зарастание небольшого озера с последующим появлением на его месте болота, а затем леса.
Вначале по краям озера образуется сплавна – плавающий ковер из осок, мхов и других растений. Постоянно озеро заполняется отмершими остатками растений – торфом. Образуется болото, постепенно зарастающее лесом. Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг с друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией.
Сукцессии в природе чрезвычайно разномасштабны. Их можно наблюдать в банках с культурами, представляющими собой планктонные сообщества – различные виды плавающих водорослей и их потребителей – коловраток, жгутиковых в лужах и прудах, на болотах, лугах, в лесах, на заброшенных пашнях, выветрившихся скалах и др. В организации экосистем иерархичность проявляется и в сукцессионных процессах – более крупные преобразования биоценозов складываются из более мелких. В стабильных экосистемах с отрегулированным круговоротом веществ также постоянно осуществляются локальные сукцессинные смены, поддерживающие сложную внутреннюю структуру сообществ.
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 загрязнениях органическими веществами водоемах и т.д.
По общему характеру сукцессии подразделяются на первичные и вторичные. Первичные сукцессии начинаются на субстрате, неизменном деятельностью живых организмов. Так, через серию промежуточных сообщество формируются устойчивые биоценозы на скалах, песках, обрывах и т.п. Такие сукцессии относятся к категории ксеросерий и называется ксерическими сукцессиями. Одна из основных функций сукцессий такого рода – создание (или изменение) почвы первичным колонистами.
Сукцессии, формирующие экосистемы на местах, исходно не заселенных, называют экогенетическими. Формирование скальных биоценозов – классический пример таких сукцессий. Процесс начинается с поселения на скалах накипных лишайников. Уже на этой стадии формируется комплекс видов микроскопических водорослей, простейших, нематод, некоторых насекомых и клещей, который способствует созданию первичной почвы. Позднее здесь поселяются другие формы лишайников, специализированные виды мхов; еще позднее – на базе возникшей почвы – вселяются сосудистые растения. Параллельно идет обогащение животного населения.
Сходным образом идет смена сообществ на ледниковых отложениях в виде очень тонкой, бедной биогенами почвы. Наблюдается на Аляске показали, что формирование фитоценоза начинается с мхов и осок; вслед за ними в сообщество включается стелющиеся, а затем и кустарниковые формы. Позднее возникают ольшатники; вслед за ними появляется ель, которая и составляет основу завершающего сообщества в виде смешанного леса, формирующего примерно через 100 лет после начала сукцессии.
Гидрические сукцессии начинаются в открытых водах мелких озер, верховых болот, маршей. Постепенное зарастание водными растениями, идущее по краям открытого водоема, ведет к накоплению на дне детрита, образованию накоплений торфа и в конце концов к обмелению водоема. В других местах побережья развивается сплавина из сфагновых мхов и болотных сосудистых растений. Накопление растительной массы способствует образованию почвы. Обмеление вкупе с увеличением толщины сплавины приводит к превращению водоема в болото. Позднее здесь селятся кустарники и древесные породы, идет процесс усыхания болот и развивается лесная растительность. Изменение растительной части сообщества сопровождается сдвигами в фауне: обитатели в водоема постепенно замещаются околоводными, а позднее – болотными и лесными видами.
В водной среде сукцессия такого рода прослежена экспериментально. На поверхности скалы в зоне прилива была очищена от микроорганизмов площадка среди мидиевого биоценоза. Первыми ее заселили водоросли. Вслед за ними вселились питающиеся водорослями животные, в том числе моллюск Acmaea
. В период размножения на площадку вселились мидии Mytilus
и усоногие раки Mitella
и
Balanus
. Эти сидячие формы постепенно расшилили занятую площадь, делая место обитания непригодным для Acmaae ; эти моллюски переместились в более высокую зону, где мидии и усоногие существовать не могут. Поскольку в этом случае сформировался не новый биоценоз, а по существу восстановилось искусственно нарушенное сообщество, в данном случае правильнее говорить не об экогенетической. А о демутационной смене. Направленность такого рода более типична для вторичных сукцессии.
Список литературы
1. Гальперин М.В. Общая экология: учебник/ М.В. Гальперин. – М.: Форум, 2010. – 336 с.
2. Степановских А.С. Прикладная экология: охрана окружающей среды: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2003. – 751 с.
3. Степановских А.С. Экология. Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2001. – 703 с.
4. Хотущев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб. пособ. для студ. высш. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 480 с.
5. Шилов И.А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. – Высш. шк., 1997. – 512 с.
