Сукцессия – понятие, виды, примеры

Сукцессия – понятие, виды, примеры.

Функциональная система, включающая в себя сообщество живых  существ и их среду обитания, называется экологической системой или биогеоценозом .

Несмотря на то, что биогеоценоз  является саморегулирующейся системой, стремящейся к устойчивому состоянию, последнее полностью не достигается. 

Способность к сменам — одно из важнейших свойств биогеоценозов. Длительное существование популяций  на одном месте изменяет биотоп так, что он становится малопригодным  для одних видов, но пригодным  для других. В результате на этом месте развивается другой, более  приспособленный к новым условиям биоценоз.

 
Такая последовательная, необратимая, направленная смена одного биогеоценоза другим называется сукцессией.  
 
Процесс, при котором сообщества видов растений и животных замещаются с течением времени другими, обычно более сложными сообществами, называется экологической сукцессией, или просто сукцессией.  
 
Экологическая сукцессия обычно продолжается до тех пор, пока сообщество не станет стабильным и самообеспечивающимся. Экологи выделяют два вида экологических сукцессии: первичные и вторичные.  
 
Первичная сукцессия - это последовательное развитие сообществ на участках, лишенных почв.

Развитие сообществ идет во вновь образовавшихся местообитаниях, на новых субстратах, где растительность ранее отсутствовала, - на песчаных дюнах, застывших потоках лавы, на породах, обнажившихся в результате эрозии или отступления льдов. Например, при отступлении ледника на побережье образуется галечная гряда, свободная от жизни, или в море вырастает вулканический остров. Происходящие здесь в последующие времена изменения – заселение живых организмов – и есть первичная С.

Пример.

Ранним агустовским утром 1883 г. на острове Кракатау, расположенного между островами Суматра и Ява в Индонезии, взорвалась вершина вулкана. На воздух было поднято 24 км³ скал. Горячий пепел засыпал территорию площадью свыше 800 тысяч км². Грохот взрыва разорвал барабанные перепонки моряков, находившихся за 40 километров от места бедствия.   После взрыва от острова осталась только гора, покрытая пеплом, а также кольцо полностью безжизненных небольших островков. Интенсивные зори, возникшие в результате уменьшения прозрачности атмосферы, наблюдались здесь в течение нескольких лет. Все живое было погребено под потоками горящей лавы. Не осталось никаких признаков жизни. Даже мельчайшие споры и семена растений оказались в плену разбушевашейся стихии. Перед учеными открылась перспектива изучения развития жизни при естественном заселении субстрата голых скал, возникшего после извержения.

Процесс заселения на острове  шел несколькими путями. Большая  часть растений и животных попали сюда с Явы и Суматры, находящихся  примерно в 40 км от Кракатау. Одни организмы  приплыли по морю, другие были занесены ветром, третьи - с помощью птиц. Посетившие остров ботаники спустя 9 месяцев после  катастрофы зарегистрировали на острове  единственное живое существо - плетущего  паутину паука.

Цианобактерии, чьи споры были занесены ветром, подготовили условия, в которых начали развиваться пионерные мхи, папоротники и некоторые цветковые растения. Семена некоторых растений были выброшены морем, так же, как и более крупные плоды тропических деревьев, например кокосовой пальмы. Постепенно формировался почвенный покров. Занесенные ветром семена сахарного тростника в 1896 г. дали буйные побеги. Прижились даже крохотные семена некоторых прихотливых орхидей.

Спустя 10 лет остров уже  был покрыт зеленью. По мере возрождения  жизни остров посещали многие виды птиц, но лишь после того, как появились  необходимые для их существования  растения, они начали вести здесь  оседлую жизнь. Поселившиеся птицы  в своих пищеварительных трактах  приносили семена и плоды многих растений, таких, как, например, семена фигового дерева. Некоторые семена путешествовали, прикрепляясь к их перьям. Постепенно на острове обосновывались и крупные животные. Для миграции они использовали плавающие деревья.

По прошествии четверти века на острове насчитывалось уже 263 вида животных. Помимо обилия насекомых, здесь поселились 16 видов птиц, 2 вида пресмыкающихся и 4 вида улиток. Позже были занесены гекконы, агамы, а отличные пловцы питоны и вараны добрались своим ходом. Спустя 50 лет на Кракатау появился молодой, правда низкорослый, лес, а фауна уже насчитывала около 1200 видов. Таким образом, заселение живыми существами острова Кракатау является примером первичной С.

Итак, что же произошло?

Деревья и кустарники не могут расти на голой скальной породе, так как здесь нет необходимой для них почвы. Однако водоросли и лишайники разным способом попадают на такие территории и заселяют их, образуя пионерные сообщества. Постепенное накопление отмерших и разлагающихся организмов и эрозия горной породы в результате выветривания приводят к формированию слоя почвы, достаточного для того чтобы здесь могли поселиться более крупные растения, такие как мхи и папоротники. В конце концов, за этими растениями  
последуют еще более крупные и требовательные к питательным веществам формы - семенные растения, травы, кустарники и деревья.

На  таких бесплодных участках первичная  сукцессия от голой скальной породы до зрелого леса может занять от сотен до тысяч лет.  
 
Каждый участок суши в какое-то время прошёл через первичную сукцессию. 

• Первичные сукцессии начинаются на лишенных жизни местах — на скалах, песчаных дюнах, наносах рек, застывших лавовых потоках и т. п.

При заселении подобных участков такие неприхотливые к условиям среды живые организмы, как бактерии, циано-бактерии, некоторые водоросли, накипные лишайники, необратимо изменяют свое местообитание и постоянно сменяют друг друга. Основная роль в этом процессе принадлежит накоплению отмерших растительных остатков или продуктов их разложения. Многие нитчатые цианобактерии поглощают из воздуха азот и обогащают им среду, еще малопригодную для жизни. Лишайники играют существенную роль в почвообразовательном процессе, так как, выделяя органические кислоты, они растворяют и разрушают горные породы, на которых поселяются, а за счет разложения их слоевищ происходит формирование почвенного гумуса. Бактерии путем расщепления органических веществ гумуса способствуют накоплению элементов минерального питания. Постепенно формируется почва, изменяется гидрологический режим участка, его микроклимат. Таким образом, лишайники и другие прокариоты и эукариоты создают условия для других, более совершенных организмов, в том числе высших растений и животных. Такая смена экосистемы длится тысячи лет. 
 
ЭТАПЫ ПЕРВИЧНОЙ СУКЦЕССИИ: 
1. Выветривание горных пород 
2. Заселение бактерий, водорослей, накипных лишайников и образование почвы 
3. Поселение мхов, листовых лишайников 
4. Появление травянистых растений- формирование сообщества 
5. Поселение кустарников 
6. Лес - устойчивая экосистема. 
 
-------------------------------------------------------------------------------------------------

Более распространенным типом  сукцессии является вторичная сукцессия, т.е. последовательное развитие сообществ в ареале, в котором естественная растительность была устранена или сильно нарушена, но почва не была уничтожена. 
       Участками, на которых может наблюдаться вторичная сукцессии, могут быть заброшенные сельхоз угодья, сгоревшие или вырубленные лесные участки, земли, где растительность уничтожена в результате ведения горностроительных работ, сильно загрязненные водные источники, затопленные ранее территории, локальное уничтожение леса болезнями, ураганом, извержение вулкана, землетрясение - так называемая катастрофическая С., либо пожар – пирогенная сукцессия.

 Большинство С., наблюдаемых  в настоящее время, являются  С. антропогенными (от греч. anthropos - человек). Это выпас скота, рубка лесов, возникновение очагов возгорания, распашка земель, затопление почв, опустынивание и т.п.

 Вторичная сукцессия, протекает быстрее, чем первичная, так как на этой территории уже имеются некоторые  организмы или их зачатки. Поскольку имеется в наличии какой-то слой   почвы, новая растительность может появиться в течение всего нескольких недель.

Пример.

Если мы будем рассматривать сукцессию на брошенных землях, которые не используются в сельском хозяйстве, то можно видеть, что бывшие поля быстро покрываются разнообразными однолетними растениями. Сюда же могут попасть, преодолев иногда большие расстояния с помощью ветра или животных, семена древесных пород: сосны, ели, березы, осины. Вначале изменения происходят быстро. Затем, по мере появления растений, растущих более медленно, скорость  сукцессии снижается. Всходы березы образуют густую поросль, которая затеняет почву, и даже если вместе с березой прорастают семена ели, ее всходы, оказавшись в весьма неблагоприятных условиях, сильно отстают от березовых. Светолюбивая береза является серьезным конкурентом для ели. К тому же специфические биологические особенности березы дают ей преимущества в росте. Березу называют «пионером леса», так как она почти всегда первой поселяется на нарушенных землях и обладает широким диапазоном приспособляемости. Березки в возрасте 2—3 лет могут достигать высоты 100—120 см, тогда как елочки в том же возрасте едва дотягивают до 10 см. Постепенно, к 8—10 годам березы формируют устойчивое березовое насаждение высотой до 10—12 м. Под развивающимся пологом березы начинает подрастать и ель, образуя разной степени густоты подрост. Перемены происходят и в нижнем, травяно-кустарничковом ярусе. Постепенно, по мере смыкания крон березы, светолюбивые виды, характерные для начальных стадий сукцессии, начинают исчезать и уступают место теневыносливым. 
 
Изменения касаются и животного компонента рассматриваемого биоценоза. На первых стадиях поселяются майские хрущи, березовые пяденицы, затем появляются многочисленные птицы: зяблики, славки, пеночки. Поселяются мелкие млекопитающие: землеройки, кроты, ежи. Изменение условий освещения начинает благоприятно сказываться на молодых елочках, которые ускоряют свой рост. Если на ранних этапах сукцессии прирост елочек составил 1—3 см в год, то по прошествии 10—15 лет он достигает уже 40—60 см. Где-то к 50 годам ель догоняет березу в росте, и образуется смешанный елово-березовый древостой. Из животных появляются зайцы, лесные полевки и мыши, белки. Заметны сукцессионные процессы и среди птичьего населения. Появляются иволги, питающиеся гусеницами. Смешанный елово-березовый лес постепенно сменяется лесом еловым. Ель перегоняет в росте соперницу-березу, создает значительную тень, и светолюбивая белоствольная красавица, не выдержав конкуренции, постепенно выпадает из древостоя.  
 
Таким образом происходит сукцессия, при которой вначале березовый, затем смешанный елово-березовый лес сменяется чистым ельником. Естественный процесс смены березняка ельником длится более 100 лет. Именно поэтому иногда процесс сукцессии называют вековой сменой.

Пример.

В качестве примера  С. можно привести процесс изменения растительности на песчаных дюнах. Вначале здесь поселяются многолетние растения, способные переносить засушливые условия. Они укрепляют поверхность дюны и вносят в песок органические вещества. Вслед за многолетниками появляются однолетники. Их рост и развитие способствуют обогащению субстрата органическим материалом, так что постепенно создаются условия, подходящие для произрастания таких растений, как ива, толокнянка, чабрец. Эти травы предшествуют появлению проростков сосны, которые закрепляются здесь и спустя много поколений образуют сосновые леса на песчаных дюнах.

Каждая стадия С. характеризуется  изменениями не только в структуре  растительности и животного компонента биоценоза. Ни один вид растений или  птиц не может процветать на протяжении всей С. По мере роста древостоя животное население в значительной степени меняет свой состав. Появляющиеся хищники и паразиты контролируют видовую структуру биоценоза. Поэтому последовательная и непрерывная смена видов во времени является характерной чертой большинства сукцессионных процессов.