Что такое экологическая преемственность? | Определение и типы

Экологическая последовательность занимает центральное место в изучении экологии. В этой статье мы ответим на вопрос «Что такое экологическая сукцессия? его определение и виды».

Тщательное изучение части земли, оставленной под паром, раскрывает удивительную реальность экологической преемственности. Через несколько лет некогда голая земля заселяется разнообразными видами растений. А если дать больше времени, вырастает из пастбищ в кусты, а затем в рост кустарников и лесных деревьев.

Этот процесс включает не только развитие видов растений в окружающей среде, но и развитие микробов и других видов животных.

Содержание

Определение и объяснение экологической последовательности

Экологическая сукцессия — это постепенный, но неуклонный процесс формирования экологического сообщества. Это процесс, посредством которого развивается структура биологического сообщества. Процесс изменения видовой структуры сообщества во времени.

По словам Денниса Болдока из Калифорнийского университета в Беркли, преемственность — это упорядоченный процесс развития сообщества, который является направленным и предсказуемым. Это происходит в результате модификации физической среды сообществом. Преемственность контролируется сообществом, хотя физическая среда определяет характер, скорость изменений и ограничения.

Экологическая сукцессия вызывается возмущениями различной интенсивности, размера и частоты, изменяющими ландшафт. Нарушение — это любое относительно дискретное во времени и пространстве событие, которое изменяет структуру популяций, сообществ и экосистем и вызывает изменения в доступности ресурсов и физической среде.

Возмущение может быть вызвано естественным путем или человеком. Примерами естественных нарушений являются смертность (возраст, плотность, самоуменьшение), падение деревьев, лесные пожары, извержения вулканов, наводнения, ураганы/торнадо, насекомые/болезни, ветровалы, цунами, лесозаготовки, оползни, подъем или отступление ледников. К антропогенным нарушениям относятся: лесозаготовки, вспашка, добыча полезных ископаемых, снос дамб.

Экологическая сукцессия впервые наблюдалась в 19 веке, когда такие ученые, как французский натуралист Бюффон, заметили, что тополя предшествуют дубам и букам в естественной эволюции леса. Изучая развитие лесов в Блекинге, Рагнар Халт в 1885 году обнаружил, что пастбища становятся вереском до того, как вереск превращается в лес. Он был первым, кто использовал термин «преемственность».

По его данным, на ранних стадиях развития леса преобладала береза, затем сосна (на сухой почве) и ель (на влажной почве). Если береза заменяется дубом, она в конечном итоге превращается в бук. Болота переходят от мха к осоке, к болотной растительности, затем к березе и, наконец, к ели. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Ecological_succession.

Во время своего исследования в Чикагском университете Генри Чандлер Коулз обнаружил, что растительность на дюнах разного возраста можно интерпретировать как разные стадии общей тенденции развития растительности на дюнах.

Типы экологической сукцессии

Первичная преемственность
Вторичная преемственность
Автогенная последовательность
Циклическая последовательность
Аллогенная последовательность
Автотрофная сукцессия
Гетеротрофная сукцессия
Индуцированная последовательность
Регрессивная последовательность
Направленная последовательность

Двумя основными типами экологической сукцессии являются первичная сукцессия и вторичная сукцессия. Другие включают аутогенную последовательность, циклическую последовательность, аллогенную последовательность, автотрофную последовательность, гетеротрофную последовательность, индуцированную последовательность, регрессивную последовательность и направленную последовательность.

1. Первичная экологическая сукцессия

Первичная экологическая сукцессия происходит в безжизненных местах. Это регионы, где почва не может поддерживать жизнь. Как правило, они новые и незанятые. Такие события, как оползни, каменный поток, поток личинок, образование дюн, пожар, сильный ветровал или вырубка леса, приводят к формированию этих новых мест обитания.

Следовательно, первичная сукцессия следует за образованием новых поверхностей суши, состоящих из горных пород, лавы, вулканического пепла, песка, глины или какого-либо другого исключительно минерального субстрата. Поскольку почва представляет собой смесь минерального материала, разлагающегося органического материала и живых организмов, мы можем просто согласиться с тем, что почвы не существует до того, как произойдет первичная сукцессия.

2. Вторичное правопреемство

С другой стороны, вторичная сукцессия возникает в районах, где некогда существовавшая общность утрачена. Он характеризуется мелкомасштабными нарушениями, которые не уничтожают все формы жизни и питательные вещества. Эти нарушения могут удалить или повредить растительность, но не удаляют, не разрушают и не покрывают почву.

Процесс вторичной сукцессии протекает быстрее, чем процесс первичной сукцессии. Пионерные растения вторичной сукцессии начинаются от корней или семян, оставшихся в почве, или от семян, переносимых ветром или животными из окружающих сообществ.

Первичная и вторичная сукцессия следуют аналогичным тенденциям. Экологической сукцессии подвергаются не только растения, но и микроорганизмы и животные. Микробная последовательность может происходить в новых местах обитания, таких как поверхности листьев, поверхности скал, недавно обнажившиеся ледниками, и кишки младенцев животных.

Вторичная сукцессия возникает в микробных сообществах, когда микроорганизмы разрастаются на недавно погибших деревьях или помете животных.

3. Автогенная сукцессия

Автогенная сукцессия - это тип сукцессии, при котором замена новыми сообществами обусловлена их растительностью или растительностью существующего сообщества. Проще говоря, это замена существующей общности на новую факторами той же среды.

4. Циклическая последовательность

Циклическая сукцессия - это тип экологической сукцессии, при котором повторяются определенные стадии сукцессии.

5. Аллогенная сукцессия

Аллогенная сукцессия — это сукцессия, в которой, в отличие от аутогенной, сукцессия вызывается любыми другими внешними условиями, а не самой существующей растительностью.

6. Автотропная сукцессия

Автотрофная сукцессия - это сукцессия, при которой в сообществе на раннем этапе и продолжается доминирование автотрофного организма, называемого зелеными растениями.

7. Гетеротропная сукцессия

При гетеротропной сукцессии гетеротрофы, такие как бактерии, актиномицеты, грибы и животные, занимают сообщество на ранней стадии доминирования.

8. Индуцированная преемственность

Индуцированная сукцессия - это тип экологической сукцессии, вызванный такими нарушениями, как чрезмерный выпас скота, загрязнение и вырубка.

9. Регрессивная сукцессия

Регрессивная сукцессия — это тип экологической сукцессии, при котором происходит возврат к более простому и менее плотному сообществу. Регрессия происходит вместо прогрессии в результате разрушительного воздействия организмов.

10. Сезонная преемственность

Сезонная сукцессия — это формирование нового сообщества в разные сезоны года.

Этапы экологической сукцессии

Обнажение
Вторжение
Конкурентность
реакция
Стабилизация или кульминация

Самые ранние последовательные творения часто бывают небольшими, имеют простую структуру и могут воспроизводиться в большом количестве. Но по мере продолжения сукцессии мелкие организмы заменяются более крупными. Эти более крупные существа питаются более мелкими.

Каждое сообщество начинается с нескольких растений и животных, известных как пионеры. Они вырастают из пионеров в стабильные и самовоспроизводящиеся кульминационные сообщества. Между ранней стадией колонизации и формированием климакса сообщество представляет собой серийное сообщество. Серальное сообщество находится в экосистеме, стремящейся к стабильности. Сообщества обычно переживают более одного серийного сообщества, прежде чем достигаются условия кульминации.

Серальное сообщество состоит из простых пищевых сетей и пищевых цепей и демонстрирует очень низкую степень разнообразия. Вся последовательность или ряд сообществ называется Сере. Серия также может быть определена как последовательность типов растительности, возникающих во время сукцессии.

Серийная последовательность в водной среде обитания известна как Hydrosere. Когда это происходит на голых каменистых поверхностях и песчаных участках, это называется Lithosere или Psammosere. Сера, начинающаяся в засоленной почве или воде, называется галосерой. Ксерокс – это инфекция, которая начинается в сухой безводной среде.

В целом экологическая сукцессия проходит пять стадий: стадии нуклеации, инвазии, конкуренции, реакции и стадии стабилизации или кульминации.

1. Нудация

Это первая стадия экологической сукцессии. Развитие начинается в бесплодной местности, где никогда не существовало никакой формы жизни. Это развитие может быть вызвано климатическими факторами (ледник, извержение вулкана, наводнение, град), биотическими факторами (эпидемия, деятельность человека) или топографическими факторами (эрозия почвы, оползень).

2. Вторжение

На этой стадии вид путем миграции, энозиса или агрегации закрепляется на формально голой территории. Во время миграции семена, споры или другие пропагулы вида заносятся на оголенную территорию агентами рассеивания (воздух, вода или живые организмы).

Энозис - это успешное приживание мигрировавших видов растений на новой территории. Он включает прорастание семян или ростков, рост проростков и начало размножения взрослыми растениями. Агрегация - это успешное увеличение популяции иммигрантов путем воспроизводства. Фаза агрегации является завершающей стадией инвазии.

3. Конкуренция

Эта стадия характеризуется развитием как внутривидовых, так и межвидовых членов сообщества. Это происходит при определенных условиях, таких как ограниченное количество пищи и места.

4. Реакция

На этом этапе живые организмы влияют на модификацию окружающей среды. Эти модификации в конечном итоге делают район неудобным для существующего сообщества. Поэтому на смену им придет другое сообщество, которое приспосабливается к этим изменениям.

5. Стабилизация или кульминация

Это стадия, на которой сообщество становится занятым сообществом кульминации. Климаксное сообщество также может быть изменено старением, бурями, болезнями и другими биотическими и абиотическими факторами. Климат обычно является главной причиной стабилизации экологической последовательности.

Когда сформировалось климаксное сообщество, виды, составляющие это сообщество, имеют тенденцию оставаться во владении территорией, потому что они не покидают эту среду. Эти виды также способствуют росту различных доминирующих видов. Обычно считается, что сообщество никогда не меняется после того, как оно достигло апогея. Это не совсем так, потому что такие факторы, как старение, шторм, болезни и другие биотические и абиотические факторы, могут вызывать изменения в климаксном сообществе.

Этапы сукцессии в озерах и прудах

Экологическая сукцессия в озерах и прудах проходит 7 стадий. К ним относятся этапы Планктон, Подводный, Плавающий, Рифовое болото, Осоковый луг, Лесной массив и Лес. Он начинается с прорастания спор, которые попадают в воду с ветром или животными.

Когда этот фитопланктон отмирает и разлагается, добавляется большое количество органического вещества и питательных веществ, и на новом субстрате начинают появляться некоторые укоренившиеся подводные гидрофиты (Elodia, Hydrilla, Elodea и др.).

Когда глубина воды достигает примерно 4-8 футов, подводная растительность начинает исчезать, а затем в этом районе постепенно появляются плавающие растения. Постоянные взаимодействия между растением и водной средой вызывают физические и химические изменения в среде обитания.

Субстрат поднимается вертикально, и плавающие растения, такие как Nelumbmm, Trapa, Pistia, Nymphaea, Wolffia, Lemna, Aponogeton и Limnanthemum, заменяют подводную растительность.

После этой стадии наступает стадия рифового болота, где плавающие растения начинают постепенно исчезать, а их место занимают растения-амфибии (такие как ботриоклова, тифа, фрагмиты, скрипусы), которые могут успешно жить как в водной, так и в воздушной среде.

Со временем растительность разрастается от кустарников до деревьев среднего размера, а затем до развития климаксной растительности. В этих лесах присутствуют все виды растений. Здесь обитают бактерии, грибы и другие микроорганизмы.

Этапы сукцессии на голых скалистых участках

Первой стадией экологической сукцессии на голых скалистых участках является стадия накипной кухни, на которой накипные и лишайники являются пионерными видами. Лишайники в избытке выделяют углекислоту. Они мигрируют через свои споры и соредии, и их миграция облегчается ветром и водой.

Затем следует стадия листовидных лишайников, когда их листовидные слоевища покрывают скалу. При отключении света корковые лишайники начинают отмирать. Листовые лишайники поглощают и накапливают воду и минеральные вещества и препятствуют испарению поверхностных вод. Они также выделяют углекислоту, которая дополнительно измельчает или разрыхляет камни на мелкие частицы.

Следующей стадией является стадия мхов, когда существующие листоватые лишайники начинают исчезать и заменяются ксерофитными мхами. У этих мхов развиваются ризоиды, глубоко проникающие в каменистую почву. Когда они отмирают, их разлагающиеся более старые части образуют толстый мат на поверхности скалы, что увеличивает водоудерживающую способность почвы. Это способствует росту трав.

Корни этих растений проникают почти до уровня нераспыленной породы. Гниющие листья, стебли, корни и другие части растений образуют гумус и увеличивают водоудерживающую способность почвы. При этом ксерофитные кустарники (такие как Рус, Фитокарпус, Зизифус, Каппарис) постепенно занимают площадь. Из карликовых и широко расставленных. Затем деревья-мезофиты густо разрастаются и становятся доминирующими.

Существуют начальные, продолжающиеся и стабилизирующие причины экологической сукцессии. К первопричинам относятся климатические и биологические причины, такие как пожар, дуновение ветра и т. д. К продолжающимся причинам относятся миграция, агрегация, конкуренция и т. д. В то время как климат является основной стабилизирующей причиной экологической сукцессии.

Примеры экологической преемственности

Приусадебный «садовый» участок
Национальный парк Акадия,
Вулканический остров Суртсей
Формирование коралловых рифов

1. Наследственный «садовый» участок

В апреле 2000 г. Наследный участок «Сад». был основан. Первыми видами растений были виды, которые могли переносить периодическое скашивание, которое контролировало травяную экосистему. Когда покос прекратился, начали развиваться другие виды растений.

Со временем почва смогла удерживать больше влаги, а ее ненарушенная граница между почвой и подстилкой позволила расти и процветать большему разнообразию растений. Позже появились более высокие древесные растения, которые затмили сообщество солнцелюбивых сорняков.

2. Национальный парк Акадия,

В 1947 году в национальном парке Акадия в штате Мэн произошел крупный лесной пожар, уничтоживший более 10,000 20 акров земли. Таким образом, было уничтожено около XNUMX% парка. Мелиорация казалась невозможной, поэтому территория была оставлена на естественную мелиорацию.

За прошедшие годы в парке успешно прошла вторичная сукцессия. Видовое разнообразие выросло до такой степени, что в парке выросли лиственные леса, заменившие вечнозеленые деревья, которые раньше существовали в парке.

3. Вулканический остров Суртсей

Другим примером экологической сукцессии является вулканический остров Суртсей, расположенный у берегов Исландии. Остров образовался в 1963 году в результате произошедшего извержения вулкана. Он, естественно, претерпел преемственность. Сукцессия началась с поступления семян океанскими течениями до появления грибков и плесени.

Ежегодно на остров прибывает от двух до пяти новых видов. В настоящее время на острове обитает 30 видов растений, 89 видов птиц и 335 видов беспозвоночных.

4. Формирование коралловых рифов

Коралловые рифы формируются с течением времени в результате экологической последовательности. Первичной экологической последовательностью кораллового рифа является колонизация скал мелкими коралловыми полипами. Эти полипы будут многократно расти и делиться, образуя коралловые колонии. Форма и укрытие коралловых колоний в конечном итоге привлекают мелких рыб и ракообразных, которые живут вокруг кораллов.

Меньшая рыба является пищей для более крупной рыбы, и, в конце концов, существует полностью функционирующий коралловый риф. Принципы экологической сукцессии, разработанные в контексте растений, существуют во всех сложившихся экосистемах.

Важность экологической преемственности

Экологическая преемственность приносит много пользы природе. Это позволяет производить и собирать продовольственные культуры, потребляемые людьми.
Это важно для роста и развития экосистемы.
Он отвечает за рост новых видов на голых участках.
Он инициирует колонизацию новых видов в экосистеме.
Экологическая сукцессия ведет к зрелости сообщества.
Это приводит к большему разнообразию сообщества.
Это помогает сбалансировать энергетический поток сообщества.
Изучение последовательности помогает нам понять другие экологические явления.
Это помогает прогнозировать изменения в биоразнообразии и экосистемных услугах.

Часто задаваемые вопросы об экологической преемственности

Какова окончательная роль экологической последовательности в окружающей среде?

Конечная роль экологической сукцессии заключается в достижении равновесия в экосистеме.

Как определить, какой тип преемственности имеет место?

Наблюдаемые изменения в видах растений или животных, присутствующих в каком-либо месте, являются свидетельством того, что происходит экологическая сукцессия.

Что такое климаксное сообщество и является ли оно концом преемственности?

Ранее считалось, что экологическая сукцессия имеет стабильную конечную стадию, называемую кульминацией, которую иногда называют «потенциальной растительностью» участка и которая определяется в первую очередь местным климатом. Современные экологи в значительной степени отказались от этой идеи в пользу неравновесных представлений о динамике экосистем.

Большинство природных экосистем подвергаются нарушениям со скоростью, которая делает «климаксное» сообщество недостижимым. Изменение климата часто происходит со скоростью и частотой, достаточными для предотвращения наступления климаксного состояния.

Рекомендации

+ сообщения