Причины сукцессий в растительном мире

       Первый Московский государственный  медицинский университет

                                       им. И.М. Сеченова

                                        кафедра ботаники 

                    
 

 

                                        Реферативная работа

            (дисциплина по выбору: География  лекарственных растений) 

                 ПРИЧИНЫ СУКЦЕССИЙ В РАСТИТЕЛЬНОМ  МИРЕ 
 
 

                                                                             Автор: студент 4 группы 1 курса

                                                                            дневного отделения

                                                                            фармацевтического факультета

                                                                            ПМГМУ им. И.М. Сеченова

                                                                            Абдуллаев Шерзод Пардабоевич 
 
 
 
 

   

                                               Москва - 2011 г.

                                         2010-2011 учебный год

                                                Оглавление

Введение .……………………………………………………………… 3

Смена растительного покрова……………………………………… 5

Причины начала сукцессий…………………………………………. 9

Результаты  сукцессионного процесса……………………………...14

Заключение  и выводы………………………………………………. 17

Список  использованной литературы………………………………19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

«Геоботаника - раздел биологии на стыке ботаники, географии и экологии. Это наука о растительности Земли, о совокупности растительных сообществ (фитоценозов), их составе, структуре, динамике в пространстве и времени на всей территории и акватории Земли» [6 ]. Распределение растений в пространстве и их взаимоотношения определяются климатическими,  эдафическими и биотическими факторами. Геоботаника изучает вопросы  распределения и взаимоотношения растений. Изучение ареалов растений важно для уяснения зависимости их распределения от современных условий.

     Наиболее общее понятие геоботаники и предмет её изучения — растительный покров — это вся совокупность растений образующих растительные сообщества разных типов растительности в пределах определённого участка земной поверхности вне зависимости от его величины. Растительный покров расчленяют на отдельные пространственные единицы — фитоценозы. Фитоценоз — растительное сообщество, в пределах которого растительный покров имеет сходство по флористическому составу, структуре, взаимоотношениям между растениями - сообитателями. Совокупность фитоценозов отдельных регионов или районов земной поверхности называют растительностью.

    «Экологическая сукцессия (от лат. successio — преемственность, наследование), сукцессионное замещение или биологическое развитие — развитие, при котором в пределах одной и той же территории (биотопа) происходит последовательная смена одного биоценоза другим в направлении повышения устойчивости экосистемы. Термин введён Ф. Клементсом для обозначения сменяющих друг друга во времени сообществ, образующих сукцессионный ряд (серию) где каждая предыдущая стадия (серийное сообщество) формирует условия для развития последующего» [10]. Теорию сукцессий изначально разрабатывали геоботаники, но затем стали широко использовать и другие экологи. Одним из первых теорию сукцессий разработал Ф. Клементс, развил В. Н. Сукачёв, а затем С. М. Разумовский. Именно вопросы сукцессии в растительном сообществе, её причины и следствия, будут освещены в этой работе. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Смена растительного покрова.

      Что такое «смена растительного покрова»? Это происходящее во времени непосредственное замещение на определённой территории сообщества растений одного вида сообществом с господством других видов, по каким бы причинам это замещение не происходило. Сменяющимися сообществами называются участки покрова, на которых господствует одно и то же сочетание видов.

       Окружающие нас биоценозы, кажущиеся постоянными и неизменными, на самом деле подвергаются изменениям. Они очень динамичны во времени, изменяют видовой состав и степень влияния на окружающую среду. С изменением внешних условий сообщества могут исчезать, на их месте возникают другие, с иным, более приспособленным к условиям среды, видовым составом. Последовательную смену биоценозов на одной и той же территории во времени называют экологической сукцессией. Совокупность сменяющихся биоценозов называют сукцессионным рядом. Процессы сукцессии занимают определенные промежутки времени. Чаще всего это — годы и десятки лет, но встречаются и очень быстрые смены сообществ, например, во временных водоемах, и очень медленные — вековые изменения экосистем, связанные с эволюцией на Земле.

    «Сукцессия завершается формированием сообщества, наиболее адаптированного по отношению к комплексу сложившихся климатических условий. Такое сообщество было названо Ф. Клементсом «климакс-формацие»  или просто климаксом (от греч. klimax — лестница)» [10]. Концепция «климакса» подразумевает, что в пределах региона с более или менее однородным климатом фитоценозы, завершившие сукцессионныи процесс, образуют климаксные сообщества независимо от того, с какого типа начиналась сукцессия. Все более или менее регулярные изменения экосистем, не выходящие за границы устойчивости экосистемы — ее обычного размера, видового состава, биомассы, продуктивности, характеризуют климаксное состояние экосистемы.

    Постоянство важнейших экологических параметров обозначают как гомеостаз экосистемы.

      Общие закономерности сукцессионного процесса: для любой сукцессии, особенно первичной, характерны следующие общие закономерности протекания процесса:

    1. На начальных стадиях видовое  разнообразие незначительно, продуктивность и биомасса малы. но по мере развития сукцессии эти показатели возрастают.

    2. С развитием сукцессионного ряда  увеличиваются взаимосвязи между  организмами. Особенно возрастает  количество и роль симбиотических  отношений. Полнее осваивается среда обитания, усложняются цепи и сети питания.

    3. Уменьшается количество свободных  экологических ниш, и в климаксном  сообществе они либо отсутствуют,  либо находятся в минимуме. В  связи с этим по мере развития  сукцессий уменьшается вероятность  вспышек численности отдельных видов.

    4. Интенсифицируются процессы круговорота  веществ, поток энергии и дыхание  экосистем.

    5. Скорость суцессионного процесса  в большей мере зависит от  продолжительности жизни организмов, играющих основную роль в сложении  и функционировании экосистем. В этом отношении наиболее продолжительные сукцессии в лесных экосистемах. Короче они в экосистемах, где автотрофное звено представлено травянистыми растениями, и еще быстрее протекают в водных экосистемах.

    6. Неизменяемость завершающих (климаксных) стадий сукцессий относительна. Динамические процессы при этом не приостанавливаются, а лишь замедляются. Продолжаются динамические процессы, обуславливаемые изменениями среды обитания, сменой поколений организмов и другими явлениями. Относительно большой удельный вес занимают динамические процессы циклического (флуктуационного) плана.

    7. В зрелой стадии климаксного  сообщества биомасса обычно достигает  максимальных или близких к  максимальным значений. Неоднозначна  продуктивность отдельных сообществ на стадии климакса.

    Обычно  считается, что по мере развития сукцессионного процесса продуктивность увеличивается  и достигает максимума на промежуточных  стадиях, а затем в климаксном сообществе резко уменьшается. Последнее  связывают, во-первых, с тем, что в это время максимум первичной продукции потребляется консументами, а, во- вторых, экосистема развивает чрезвычайно большую массу ассимиляционного аппарата, что ведет к дефициту освещенности, следствием чего является снижение интенсивности фотосинтеза при одновременном возрастании потерь продуктов ассимиляции на дыхание самих автотрофов.

    Эти положения нельзя распространять на все климаксные сообщества. Например, нет реальных предпосылок для  увеличения численности гетеротрофов в хвойных лесах по сравнению с лиственными. Скорее, в последних больше потребителей зеленой продукции и, вероятнее, вспышки численности отдельных видов-фитофагов, например, насекомых.

    Нет также ни теоретических предпосылок, ни фактических данных, которые бы свидетельствовали, что в зрелой климаксной системе, например в еловых лесах, масса хвои достигает чрезмерно высоких значений. Это противоречит принципам адаптации к увеличению биогенной геохимической энергии организмами как условию их выживания (второй биогеохимический принцип В.И. Вернадского). «Весь опыт лесоводства также свидетельствует о наиболее высокой продуктивности климаксных лесных сообществ (применительно к лесной зоне хвойных или смешанных хвойно- лиственных лесов). В противном случае, с точки зрения получения продукции (древесины), неизбежен вывод о нецелесообразности ориентации на выращивание и сохранение климаксных стадий лесов» [4].

    Применительно к другим экосистемам, например луговым, можно согласиться с тем, что  возможности получения продукции  на климаксной стадии уменьшаются, однако не потому, что сокращается ее нарастание (прирост, продуктивность), а по той причине, что более значительная часть ее отчуждается гетеротрофами в результате образования устойчивых цепей выедания.

      Другими словами, продуктивность экосистем на климаксных стадиях сукцессий высока. Как правило, максимальна вследствие более полного освоения пространства. Однако возможности снятия человеком первичной продукции лимитируются (иногда до нулевых значений) вследствие включения ее в цепи питания. Длительное существование биоценоза возможно лишь в том случае, если изменения среды, вызванные деятельностью одних организмов, точно компенсируются деятельностью других. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Причины начала сукцессии. 

     Что же является причиной начала сукцессии? Причиной начала процесса сукцессии в ряде случаев являются изменения фундаментальных свойств среды обитания, возникающие под влиянием комплекса факторов. Такие факторы бывают естественным - отступление ледников, наводнения, землетрясения, извержения вулканов,  а также антропогенными - расчистка лесных угодий, распашка участков степи, открытая добыча полезных ископаемых, создание прудов и водохранилищ, пожары, загрязнение экологических систем.

      Что же происходит в нарушенной экосистеме? На месте нарушения определенные виды и вся экосистема развиваются таким образом, что порядок появления этих видов одинаков для схожих нарушений и схожих ареалах. В этой последовательной смене одних видов другими и заключается суть экологической сукцессии.

     Например, в большинстве северо-восточных штатов США в XVIII веке земли, занятые лесами, были расчищены, и на этих территориях были построены фермы, в XIX веке продолжалась обработка этих земель, а в ХХ веке фермы были заброшены и участки вновь стали превращаться в леса. Растения, с течением времени заселившие поля, появлялись в определенной, уже известной и строго повторяющейся последовательности. В первый год вырастали однолетние сорняки и одиночные сеянцы деревьев. В течение нескольких последующих лет происходило заселение определенными видами (это так называемые «пионерные виды»),  которые начинали преобладать. Типичный пионерный вид — сосна Веймутова. Она растет очень быстро, и ее семена распространяются на большую территорию. В течение нескольких десятилетий пионерные виды образовывали густой лес.

     Следующий этап — появление деревьев, которые хорошо растут в тени пионерных видов, — например, кленов. Через полвека пионерные деревья становились зрелыми и постепенно погибали. Их семена уже не могли прорастать под покровом леса, и состав популяции деревьев сдвигался в сторону медленно растущих новичков — так называемых поздних сукцессионных видов. В конце концов весь лес стал состоять из этих видов деревьев, что и наблюдают каждый год осенью жители Новой Англии, когда листья деревьев меняют окраску и лес приобретает огненный цвет, характерный для кленов.

    Такой пример быстрорастущих пионеров с последующим заселением медленно растущими видами наблюдается во многих экосистемах. Например, на недавно образованных прибрежных песчаных дюнах первой появляется песчаный тростник. Эта трава помогает укрепить дюны так, чтобы в них смогли укорениться виды-преемники (вначале кустарники, а затем и деревья).