Биология. Учебное пособие для 10 класса учреждений общего среднего образования с русским языком обучения (с электронным приложением для повышенного уровня)
 Скачать 6.77 Mb.
|
|
§ 46. Экологические пирамиды. Правило Линдемана Вспомните, какие типы цепей питания существуют в экосистеме и чем они различаются. Как вы думаете? Почему пастбищные цепи питания не бывают длинными? Вы узнаете о закономерностях превращения вещества и энергии в пастбищных цепях (правило Линдемана), о типах экологических пирамид. Правило Линдемана. Как вы уже знаете из предыдущего параграфа, вещества в экосистеме используются многократно, превращаясь по прин- ципу круговорота. Это происходит благодаря взаимосвязи пастбищных и детритных цепей питания. Причем в круговороте веществ главную роль играют живые организмы. Он начинается с поступления химических элементов из почвы (вода и минеральные соли) и атмосферы (углекис- лый газ) в живые организмы — продуценты. Продуценты синтезируют органические вещества, часть которых передается дальше по пищевой цепи консументам. Определенное количество органических веществ про- дуцентов и консументов возвращается в почву с отмершими остатками, экскрементами (детрит). В результате деятельности редуцентов они пре- вращаются в минеральные вещества, атомы которых снова вовлекаются продуцентами в круговорот. Но совершенно замкнутым круговорот ве- ществ быть не может. Атомы некоторых химических элементов могут на длительное время выводиться из круговорота, накапливаясь в литосфере в составе известняка (мела), каменного угля, природного газа, нефти, торфа, руд различных металлов. Превращение энергии в цепях питания экосистемы идет несколько иначе, чем превращение веществ. Поток солнечной энергии, поступив- ший в экосистему, после включения в органическое вещество как бы разделяется на два русла — пастбищное и детритное. В каждом из них освобождающаяся энергия расходуется на поддержание жизнедеятельно- сти организмов: размножение, движение, поддержание температуры тела, транспорт веществ через клеточные мембраны. Соотношение количества энергии, проходящей через пастбищные и детритные цепи, в различных типах экосистем разное. Потеря энергии в пищевых цепях может быть восполнена только за счет поступления новых порций солнечной энергии или готового органического вещества (энергия корма). Поэтому в эко- системе не может быть круговорота энергии, аналогичного круговороту веществ. Экосистема функционирует только за счет направленного потока энергии. § 46. Экологические пирамиды. Правило Линдемана Правообладатель Народная асвета 208 Глава 5. Экосистема — основная единица биосферы Процент усвояемости вещества и энергии в разных цепях питания варьирует и зависит от состава корма и биологических особенностей орга- низмов. Однако многочисленные исследования показали, что в пастбищ- ных цепях переход энергии и вещества от одного трофического уровня к другому составляет в среднем 10 %. В одних цепях питания он может быть несколько выше, а в других — немного ниже. Американский эколог Р . Л и н д е м а н в 1942 г. сформулировал эту закономерность как правило 10 % (его часто называют правилом Линдемана). Используя это правило, можно рассчитать примерное количество энергии на любом трофическом уровне цепи питания, если ее показатель известен на одном из них. С не- которой степенью допущения это правило используют и для определения перехода вещества между трофическими уровнями. Чтобы получить более достоверные данные, нужно учитывать особенности потребляемого корма и эффективность его усвоения в конкретной пастбищной цепи питания. Правило Линдемана неприменимо для этапов пастбищных цепей, вклю- чающих паразитов. Поскольку паразиты используют готовые питательные вещества хозяина, то эффективность их усвоения намного выше, чем при потреблении органического вещества корма другими организмами. Парази- там не нужно затрачивать энергию на процессы переваривания, так как эту функцию выполняет хозяин. Получая питательные вещества от хозяина, паразит их практически полностью усваивает, поэтому он не теряет часть энергии в составе непереваренных остатков (экскрементов). Из этого сле- дует, что в пищевых цепях, включающих паразитов, не будет соблюдаться правило Линдемана, а значит, и балансовое равенство. Экологические пирамиды. Если на каждом трофическом уровне пи- щевой цепи определить число особей, или их биомассу (количество на- копленного органического вещества), или количество заключенной в ней энергии, то станет очевидным уменьшение этих величин по мере про- движения к концу цепи питания. Эту закономерность впервые установил английский эколог Ч. Э л т о н в 1927 г. Он назвал ее правилом экологи- ческой пирамиды и предложил выражать графически. Если любую из вышеуказанных характеристик трофических уровней изобразить в виде прямоугольников с одинаковым масштабом и расположить их друг над другом в соответствии с порядком трофических уровней в цепи питания, то получится экологическая пирамида. Известны три типа экологических пирамид. Пирамида чисел отража- ет численность особей в каждом звене пищевой цепи (рис. 78). Однако в экосистеме второй трофический уровень (консументы I по- рядка) численно может быть богаче первого трофического уровня (проду- Правообладатель Народная асвета 209 центов). В этом случае получается пирамида чисел неправильной формы. Это объясняется участием в таких пирамидах особей, не равноценных по размерам. Примером может служить пирамида чисел, состоящая из ли- ственных деревьев, листогрызущих насекомых, мелких насекомоядных и крупных хищных птиц. П р о д у к ц и я П р о д у к ц и я ТРОФИЧЕСКИЕ УРОВНИ 1 кг 10 кг 100 кг 1000 кг IV III II I Пирамида чисел 1 5 2 10 7 40 кг 8,3 10 3 кал 1,19 10 6 кал 1,49 10 7 кал 1035 кг 8211 кг Пирамида биомассы Пирамида энергии Рис. 78. Экологические пирамиды § 46. Экологические пирамиды. Правило Линдемана Правообладатель Народная асвета 210 Глава 5. Экосистема — основная единица биосферы Пирамида биомассы отражает количество органического веще- ства, накопленного на каждом трофическом уровне пищевой цепи. Пи- рамида биомассы в наземных экосистемах имеет правильную форму (см. рис. 78). А в водных экосистемах биомасса второго трофического уровня, как правило, больше биомассы первого при определении ее в кон- кретный момент. Поэтому пирамида биомассы для водных экосистем име- ет неправильную форму. Но поскольку водные продуценты (фитопланк- тон) имеют высокую скорость образования продукции, то в конечном итоге их суммарная биомасса за сезон или за год все равно будет больше биомассы консументов I порядка. А это значит, что в водных экосистемах по биомассе также соблюдается правило экологической пирамиды. Пирамида энергии отражает количество энергии, содержащейся в органическом веществе каждого трофического уровня цепи питания. Ее форма свидетельствует о закономерном расходовании энергии при пере- ходе от одного трофического уровня к другому (см. рис. 78). Таким образом, запас вещества и энергии, накопленный растениями в пастбищных пищевых цепях, быстро расходуется (выедается), поэтому эти цепи не могут быть длинными. Обычно они включают от трех до пяти трофических уровней. Повторим главное. В пастбищных цепях питания переход энергии и биомассы от одного трофического уровня к другому подчиняется правилу 10 %, или правилу Линдемана. Графическое выражение данной закономерности получило название правило экологической пирамиды. Для ряда пастбищных цепей питания можно построить три типа экологических пирамид: чисел, биомассы и энергии. Ключевые вопросы. 1. Сформулируйте правило Линдемана. В чем суть правила эко- логической пирамиды? Какие бывают типы экологических пирамид? В чем их особен- ности? 2. Объясните, почему в экосистеме нельзя применять правило Линдемана для этапов пастбищных цепей, включающих паразитов. Сложные вопросы. 1. В пастбищной цепи леса биомасса продуцентов содержит 6,2 10 4 кДж энергии, биомасса консументов второго порядка — 2,2 10 2 кДж энер- гии. Постройте экологическую пирамиду и рассчитайте, на отстрел какого количества косуль (консументов I порядка) можно выдать лицензию, чтобы соблюдалось правило Линдемана, если в биомассе одной косули сохраняется 200 кДж энергии. 2. Объясните, почему в водных экосистемах экологическая пирамида биомассы имеет неправильную форму в конкретный момент, но правильную форму при оценке биомассы за сезон или за год. Проверим знания Правообладатель Народная асвета 211 § 47. Биомасса и продуктивность экосистем Вспомните, какие закономерности превращения веществ и энергии наблюдаются в пастбищных цепях питания. Как вы думаете? Как распределяется в экосистеме растительная биомасса продуцентов, образующаяся в результате фотосинтеза? На какие цели расходуется корм, потребляемый консументами? Вы узнаете о значении понятий «биомасса» и «продукция», какие виды продукции образуются в экосистеме и как они распределяются в пастбищных цепях питания. Понятие о биомассе и продукции экосистемы. Благодаря возмож- ности многократного использования вещества и постоянному притоку энергии экосистемы способны длительно поддерживать стабильное су- ществование. Населяющие их продуценты, консументы и редуценты при этом постоянно обеспечивают воспроизведение и накопление своей био- массы, несмотря на то что запас веществ в биосфере ограничен и не по- полняется. Общее количество биомассы всех живых организмов, накопившейся в данной экосистеме за весь предыдущий период ее существования, на- зывается биомассой экосистемы. Она выражается в единицах сырой массы или массы сухого органического вещества на единицу площади: в г/м 2 , кг/м 2 , кг/га, т/км 2 (наземные экосистемы) — или на единицу объема (водные экосистемы). Процесс воспроизведения биомассы растений, животных и микроор- ганизмов, входящих в состав той или иной экосистемы, называется био- логической продуктивностью. Обычно она выражается через количество продукции, образующейся в экосистеме на данном этапе. Продукция экосистемы — количество биомассы, вновь воспроизве- денной в экосистеме за единицу времени (обычно за год) на данном этапе ее существования. Экосистемы сильно различаются по количеству продукции. По сни- жению биологической продуктивности их можно расположить в следую- щей последовательности: тропический лес субтропический лес лес в зоне умеренного климата степь океан пустыня. Образующаяся продукция может по-разному расходоваться в разных экосистемах. Если скорость ее потребления отстает от скорости образования, то это ведет к приросту биомассы экосистемы и накоплению в ней избытка детрита. В результате будет наблюдаться образование торфа на болотах, зарас- тание мелких водоемов, создание запаса подстилки в таежных лесах. § 47. Биомасса и продуктивность экосистем Правообладатель Народная асвета 212 Глава 5. Экосистема — основная единица биосферы В стабильных экосистемах практически вся образующаяся продукция тратится в сетях питания. В результате биомасса экосистемы остается практически постоянной. Биомасса экосистемы и ее продукция могут достаточно сильно от- личаться (рис. 79). Например, в густом лесу общая биомасса организмов очень велика по сравнению с ее годовым приростом — продукцией. Тогда как в пруду небольшая накопленная биомасса фитопланктона имеет высо- кую скорость возобновления — образования продукции за счет быстрого размножения. Первичная и вторичная продукции. В зависимости от того, какие ве- щества и энергия используются для возобновления биомассы в экосисте- ме, различают первичную и вторичную продуктивность. Соответствен- но образующаяся при этом продукция называется первичной или вто- ричной. Первичная продукция — биомасса, созданная автотрофными орга- низмами (продуцентами) из минеральных веществ в процессе фото- или хемосинтеза. Основное количество возникающих таким путем органиче- ских веществ создают зеленые растения. Эффективность превращения поглощаемой ими солнечной энергии в энергию химических связей ор- Рис. 79. Соотношение биомассы и продукции в разных экосистемах Лес Луг Запас биомассы Количество продукции Поле Пруд Правообладатель Народная асвета 213 ганических веществ составляет в среднем 1 %. Эта закономерность полу- чила название правило 1 %. Первичная продукция является очень важ- ной характеристикой экосистемы. Именно накопленная в ней энергия позволяет существовать всем гетеротрофным организмам (консументам и редуцентам) и создавать свою продукцию. Вторичная продукция — биомасса, созданная гетеротрофными орга- низмами (консументами и редуцентами) за счет энергии органического вещества, накопленной продуцентами в процессе фотосинтеза. Как первичная, так и вторичная продукции используются в качестве источника энергии на трофических уровнях в пастбищных цепях, явля- ясь кормом для организмов — пищевых звеньев этих цепей. На что орга- низмы тратят энергию потребленного корма (К)? Прежде всего, большая часть энергии корма тратится организмами на процессы жизнедеятель- ности или на дыхание (Д), так как освобождается она в результате окис- ления с участием кислорода. Часть ее идет на прирост биомассы (П), то есть на рост организмов. А некоторое количество энергии не усваивается организмом и в составе непереваренных остатков корма — экскремен- тов (Э) удаляется из организма в окружающую среду. Вспомните правило Линдемана, согласно которому в пастбищной цепи на каждый последующий уровень передается примерно 10 % энергии. Согласно вышесказанному, на следующий трофический уровень не мо- жет передаваться энергия, затрачиваемая на дыхание и теряющаяся в составе экскрементов. Это и будет в совокупности составлять примерно 90 %. И лишь 10 % энергии, сохраняющейся в биомассе организмов, может быть доступно для следующего трофического уровня. Из этого сле- дует, что пастбищные цепи не могут быть длинные, обычно они включают 3—5 звеньев. При распределении первичной и вторичной продукции на трофиче- ских уровнях экосистемы соблюдается балансовое равенство. Это зна- чит, что на каждом трофическом уровне сумма всех видов расходуемой энергии равна количеству энергии, поступившей из предыдущего уровня в составе корма. Балансовое равенство можно выразить условным урав- нением: К = П + Д + Э. Используя правило Линдемана и данное уравнение для решения эко- логических задач, можно рассчитать примерное количество энергии на трофических уровнях, если известно ее количество на первом трофиче- ском уровне пищевой цепи. И наоборот, зная содержание энергии на по- следнем трофическом уровне, можно определить, сколько энергии посту- пило в пищевую цепь на первом трофическом уровне. § 47. Биомасса и продуктивность экосистем Правообладатель Народная асвета 214 Глава 5. Экосистема — основная единица биосферы Повторим главное. В экосистеме осуществляется непрерывный кру- говорот веществ и направленный поток энергии. Поэтому в ней про- исходит воспроизведение и накопление биомассы. Общее количество биомассы всех организмов, накопившейся в экосистеме за весь период ее существования, называется биомассой экосистемы. Процесс воспро- изведения биомассы организмов, входящих в экосистему, называется биологической продуктивностью. Она выражается количеством про- дукции — биомассой, вновь воспроизведенной в экосистеме за едини- цу времени на данном этапе ее существования. Различают первичную, созданную продуцентами, и вторичную, созданную консументами и редуцентами, продукции. Они используются в цепях питания в каче- стве корма. Энергия корма расходуется организмами на процессы жиз- недеятельности, прирост биомассы и экскременты. На трофических уровнях пастбищных цепей соблюдается балансовое равенство между поступившей и расходующейся энергией. Ключевые вопросы. 1. Дайте определение понятий «продукция» и «биомасса» экоси- стемы. 2. Какая продукция называется первичной, а какая — вторичной? Почему? 3. Что означает выражение «на трофических уровнях соблюдается балансовое равенство»? Сложные вопросы. 1. Первичная продукция в широколиственном лесу накапливает до 12 10 6 кДж энергии на 1 га в год. В 1 кг биомассы продуцентов и консументов содер- жится 480 кДж энергии. Площадь леса равна 1000 га, траты на дыхание у продуцентов составляют 40 %. Сколько особей консументов второго порядка сможет прокормиться за счет этой продукции, если масса потребляемого корма на одну особь составляет в среднем 250 кг? Переход энергии в цепях питания подчиняется правилу Линдемана. 2. Перечисленные в скобках экосистемы (пруд, лес, луг) расположите в последователь- ности увеличения показателя отношения продукции к биомассе. Объясните причину раз- личий данного показателя в этих экосистемах. Как изменение соотношения продукции и биомассы в экосистеме может повлиять на ее состояние? § 48. Динамика экосистем. Понятие экологической сукцессии Вспомните, какие сезонные изменения происходят в жизни растений и животных, населяющих природные экосистемы. Как вы думаете? Почему одни экосистемы длительно сохраняют свое исходное существование, а другие сменяются новыми экосистемами? Вы узнаете о сезонной динамике экосистем, о последовательной и закономерной смене экосистем — сукцессиях — при однонаправленном изменении условий среды. Проверим знания Правообладатель Народная асвета 215 § 48. Динамика экосистем. Понятие экологической сукцессии Любая экосистема достаточно изменчива, несмотря на относительную стабильность ее структуры. Изменение состояния экосистемы в ответ на изменение условий среды называется динамикой экосистемы. Тип ди- намики зависит от характера изменения экологических факторов среды. Под их влиянием происходит изменение свойств и структуры популяций, их состава и взаимоотношений. Изменение факторов среды может носить циклический или однонаправленный характер. Вследствие этого могут возникать периодические или поступательные изменения экосистемы. Сезонная динамика экосистем — периодические изменения экоси- стем, связанные со сменой времен года. Вы уже знаете, что смена вре- мен года происходит вследствие вращения Земли вокруг Солнца. При этом важную роль играет расположение земной оси под углом к плоско- сти орбиты. В зависимости от положения Земли относительно Солнца в экосистему поступает разное количество солнечного света, тепла, влаги. Наиболее резкие изменения этих факторов при смене времен года наблю- даются в умеренных и высоких широтах. Именно в направлении от эква- тора к полюсам отмечается усиление выраженности сезонной динамики экосистем. В растительном сообществе или у отдельных видов в течение года четко прослеживается чередование определенных периодов. После зим- него покоя наступает активная вегетация, цветение, плодоношение, затем листопад и подготовка к зиме. В животном мире размножение особей связано с наличием кормовой базы для потомства, которая зависит от времени года. Например, клесты выводят птенцов в февральские морозы, когда вскрываются еловые шиш- ки и имеется обилие семян. Грачи выкармливают своих птенцов дожде- выми червями ранней весной, когда их легко добывать на вспаханном поле. Сезонные изменения обеспечиваются выживанием видов в течение года, когда климатические условия изменяются в широких пределах. Например, при наступлении неблагоприятного периода происходят ми- грации и кочевки у птиц. Некоторые млекопитающие впадают в спячку, у пресмыкающихся и земноводных наступает оцепенение, у протистов образуются цисты. В результате сезонных изменений наблюдается из- менение не только качественных, но и количественных характеристик экосистемы. Некоторые виды практически полностью исключаются из жизни сообщества в определенные периоды (спячка, оцепенение, миграции). Сезонной изменчивости подвержены и ярусы. Некоторые ярусы могут полностью исчезать в определенный сезон: например, растения-однолетники зимой. Все вышеперечисленные изменения носят Правообладатель Народная асвета 216 Глава 5. Экосистема — основная единица биосферы периодический характер. Они не изменяют саму сущность экосистемы, поэтому и не приводят к ее смене. Например, летний лес сильно отличает- ся от зимнего, как качественно, так и количественно. Но он по-прежнему остается лесом, а не становится, например, лугом. Понятие экологической сукцессии. Поступательные изменения эко- системы происходят вследствие однонаправленного изменения условий среды. Причиной изменения условий среды в экосистеме могут быть как внешние (изменение климата), так и внутренние (жизнедеятельность по- пуляций) факторы. В результате направленного изменения абиотических и биотических факторов среды существующие в экосистеме популяции начинают вымирать, так как новые условия становятся непригодными для их существования. Сила воздействия экологических факторов вы- ходит за пределы выносливости существующих популяций. Вместо них заселяются новые популяции, для которых эти условия благоприятны. Это приводит к смене одного биоценоза другим с новым набором видов. В результате происходит смена всей экосистемы. Новая экосистема сме- нится следующей экосистемой по той же причине. И так будет продол- жаться до тех пор, пока не стабилизируются условия среды. Это при- ведет к формированию конечной равновесной экосистемы, и сукцессия завершится. Сукцессия (от лат. successio — преемственность, последовательность)— закономерная, последовательная смена одних экосистем другими на опре- деленной территории под влиянием направленного изменения природных факторов или деятельности человека. Цепь сменяющих друг друга экосистем называется сукцессионным рядом или серией, а сами экосистемы — сериальными стадиями. Экоси- стема, в которой достигается равновесное состояние сообщества и окружа- ющей среды, называется климаксовой стадией или климаксом (от греч. klimax — лестница). Типичными климаксовыми экосистемами являются тундра, тайга, ковыльная степь. Теоретически климаксовая экосистема способна поддерживать себя неограниченно долго. В отличие от сериаль- ных стадий годовая продукция климаксовой экосистемы уравновеши- вает ее годовое потребление. В зависимости от первоначального состояния субстрата выделяют два основных типа сукцессий — первичные и вторичные. Первичные сукцессии начинаются на месте, ранее лишенном жизни и не имеющем почвенного покрова. Например, на застывшей лаве пос- ле извержения вулканов, на морских островах после землетрясений, на песчаных дюнах, на голых скалах, наносах рек. Первоначально на таких Правообладатель Народная асвета 217 местах поселяются цианобактерии, лишайники и мхи. Они формируют так называемое «пионерное сообщество», которое своей жизнедеятельно- стью влияет на неорганический субстрат и обеспечивает начальный этап почвообразования. При первичных сукцессиях сериальные стадии сменяют одна другую в течение значительного промежутка времени. Достижение климаксовой стадии занимает длительный период (столетия и тысячелетия). При этом начальные стадии значительно продолжительнее конечных. Первичная сукцессия на песчаных дюнах имеет отличительные осо- бенности протекания в связи с подвижностью субстрата и его неспособно- стью удерживать влагу. На голых зыбучих песках первыми поселяются некоторые многолетние злаки (например, пырей ползучий, осока пес- чаная) и другие засухоустойчивые растения-песколюбы. Они способны жить в условиях засухи, а также своей развитой корневой системой или разветвленным корневищем укреплять поверхность дюны и обогащать песок органическими веществами. Вместе с растениями заселяются нор- ные пауки, кузнечики, роющие осы. Потом появляется разнотравье: по- лынь, букашник, астрагал, ястребинка, тмин, лапчатка. Создается ор- ганическое вещество, обогащающее субстрат, постепенно формируется почва. Вслед за травами появляются кустарники (ивняк, ольшаник), затем сосна, которая еще больше закрепляет пески, а после этого ли- ственные породы деревьев. Богаче становится животный мир. Новые места заселяют муравьи, кобылки, жуки, дождевые черви, моллюски, грызуны и другие обитатели лиственного леса. Таким образом, главная роль в этой сукцессии принадлежит растениям. Они вызывают образова- ние и изменение почвы , служащее основой для смены видового состава экосистемы. Вторичные сукцессии начинаются на месте разрушенной экосистемы. Примером может служить зарастание заброшенного поля, лесной вы- рубки, загрязненного или высыхающего водоема. Вторичной сукцессией является также восстановление лугов и лесов после пожара, засухи, на- воднения, эрозии. В современных условиях вторичные сукцессии наблю- даются повсеместно. Смена сериальных стадий и достижение климакса в этом случае про- исходит значительно быстрее (десятки и сотни лет), чем при первичных сукцессиях. В разрушенных экосистемах, в отличие от мест лишенных жизни, сохраняется почва, семена растений, некоторое количество жи- вых обитателей. Благодаря этому начальные стадии вторичных сукцессий менее продолжительные, чем первичных. § 48. Динамика экосистем. Понятие экологической сукцессии Правообладатель Народная асвета 218 Глава 5. Экосистема — основная единица биосферы В качестве примера рассмотрим вторичную антропогенную сукцессию, протекающую на месте лесного пожара (рис. 80). В первые десять лет на месте пожарища развивается густой травостой из вейника наземного, иван-чая узколистного, марьянника дубравного и других видов трав в зависимости от типа почв. В последующие 10—25 лет происходит зарастание кустарником. Первыми из деревьев появляются береза и осина. Их семена переносятся ветром и, прорастая, легко дают поросль. В течение 25—100 лет формируется лиственный лес. Со време- нем кроны деревьев смыкаются и для проростков создаются неблагопри- ятные условия. Под пологом берез и осин прорастают семена ели, и через 100—150 лет формируется смешанный лес. Ель, затеняя, постепенно вы- тесняет березу и осину. В результате смешанный лес через 150—250 лет заменяется еловым, который может существовать бесконечно долго. Ело- вый лес является климаксовой стадией, потому что под его пологом мо- жет идти возобновление только ели. Зрелая климаксовая экосистема обладает высокой устойчивостью. Чем больше разнообразие видов в экосистеме и сложнее трофические связи между ними, тем устойчивее экосистема. При высоком видовом разно- образии консументы имеют широкую сеть пищевых ресурсов. В случае недостатка или отсутствия одного вида корма они способны переклю- читься на другой источник питания. Это дает возможность недостающему корму восстановиться. Так устанавливается динамическое равновесие между пищевыми ресурсами и их потребителями в условиях постоянных изме- нений среды. 1–10 лет Травы 10–25 лет Кустарник 25–100 лет Лиственный лес 100–150 лет Смешанный лес 150–250 лет Хвойный лес Рис. 80. Схема вторичной сукцессии на месте лесного пожара в умеренном поясе Правообладатель Народная асвета 219 § 49. Агроэкосистемы и их особенности. Разнообразие агроэкосистем Повторим главное. Сезонная динамика — периодические измене- ния экосистемы, связанные со сменой времен года. Сезонная дина- мика не приводит к смене экосистемы. Сукцессия — закономерная, последовательная смена одних экосистем другими на определенной территории под влиянием природных факторов и деятельности чело- века. Она включает сериальные стадии и стадию климакса. Сукцес- сии бывают первичные и вторичные. Ключевые вопросы. 1. Чем сезонная динамика экосистемы отличается от сукцессии? 2. Дайте определение сукцессии. Какие бывают типы сукцессий? В чем их различие? 3. Что такое климаксовая стадия сукцессии? Чем она отличается от сериальной стадии? 4. Укажите, какие из перечисленных ниже сукцессий являются первичными, а какие — вторичными: восстановление луга после пожара, превращение водоема в болото, по- явление леса на месте вулканической лавы, превращение луга в пустырь, зарастание песчаной дюны. Сложные вопросы. 1. Составьте экологический прогноз протекания сукцессии на месте полигона бытовых отходов в вашей местности. Как вы считаете, сколько лет понадо- бится для достижения климаксовой стадии и от чего зависит скорость ее достижения? 2. Установите последовательность процессов при протекании первичной сукцессии на голых скалах: 1) образование почвы в результате эрозии материнской породы и от- мирания лишайников; 2) формирование мелколиственного леса; 3) прорастание семян травянистых растений; 4) развитие молодых елей под пологом лиственных деревьев; 5) заселение территории мхами и кустистыми лишайниками; 6) образование травянисто- кустарникового сообщества; 7) образование верхнего яруса взрослыми елями; 8) за- селение накипными лишайниками и бактериями. 3. Установите последовательность процессов при протекании вторичной сукцессии после вырубки елового леса, повреж- денного жуком-типографом: 1) рост кустарников с березовым и осиновым подростом; 2) формирование елового леса; 3) развитие лиственного леса с еловым подростом; 4) зарастание вырубки многолетними светолюбивыми травами; 5) образование смешан- ного леса. |