Розвиток екосистем.
Послідовні зміни біоценозів на одній території під впливом природних або антропогенних факторів називаються сукцесією.
Завершальна фаза сукцесії - стійка, здатна до саморегуляції екосистема, що знаходиться у рівновазі з навколишнім середовищем (стані гомеостазу) називається клімаксом.
Види сукцесій:
первинна – процес розвитку і зміни біоценозів на незаселенних життям ділянках. Наприклад: скала→лишайники, синьозелені водорості→мохи, папороті→трава, кущі→дерева, ліс.
вторинна – відновлення біоценозів, що колись існували. Наприклад: ялиновий ліс (пожежа)→трава→змішаний підлісок→ялинки, що розвиваються у тіні→витіснення ялинками інших дерев лісу→ялиновий ліс.
Можливість переходу клімаксного біогеоценозу в сукцесійний стан визначається законом одного процента, згідно з яким зміна енергетики природної системи в межах 1%, як правило, не виводить екосистему з рівноважного стану і, навпаки: зміна потоку енергії в біогеоценозі більше ніж на 1%, як у бік його зменшення, так і в бік його збільшення, виводить екосистему з клімаксу і переводить її в сукцесійний стан.
На жаль сьогодні людина практично повсюдно виводить екосистеми за межі 1% коливань енергетичних потоків, збільшуючи тим самим загальну нестабільність біосфери.
Потік енергії, %
А – стійкий стан
екосистеми Б
– гіперпродуктивність екосистеми В
– деградація екосистеми
Б
х+0,5
А
х-0,5
В
Клімаксний стан
Імовірний перехід
у сукцесійний стан
Час
рис. 7 Шляхи розвитку біогеоценозу в разі зміни потоку енергії
Біомаса і продуктивність екосистем.
Біомаса – це маса живої речовини на одиниці площі чи об’єму в момент спостереження.
Продуктивність – це біомаса за одиницею часу.
Розрізняють первинну біологічну продукцію, яку створюють рослини і вторинну біологічну продукцію, яку створюють гетеротрофи (консументи і редуценти).
Окрім продукції, важливим показником є деструкція – швидкість розкладання органічної речовини до мінеральної.
В наземних біогеоценозах нагромаджена органічна речовина поступово перетворюється на гумус, який здатний зберігати поживні мінеральні речовини, запобігаючи їх вимиванню дощами й талою водою. Тому багаті на гумус ґрунти (чорноземи) є най родючішими.
У біогеоценозах, які перебувають на стадії розвитку (сукцесії), первинна продукція перевищує деструкцію, тобто відбувається акумуляція органічних речовин – внаслідок чого примітивні біогеоценози замінюються складнішими, стійкішими і продуктивнішими.
В стабільних (клімаксних) біогеоценозах деструкція врівноважує первинну продукцію.
У водних екосистемах нагромаджена органічна речовина або розкладається редуцентами до мінеральних речовин, або відкладається на дні, і таким чином вилучається з біологічного колообігу.
Якщо у воді нагромаджується багато біогенних елементів (Р, w), то спостерігається процес евтрофікації – підвищення біологічної продуктивності екосистеми, що приводить до переважання продукції над деструкцією. При цьому спостерігається масовий розвиток синьо-зелених водоростей – „цвітіння” води. Водорості можуть виділяти велику кількість токсичних речовин, а на розкладання їх біомаси використовується майже весь розчинний у воді кисень, внаслідок чого гине риба та інші гідро біонти, вода стає небезпечною для людини.
В природних водоймах процеси евтрофікації відбуваються повільно – віками й тисячоліттями, оскільки продукція майже врівноважується деструкцією. Проте сьогодні під впливом діяльності людини евтрофікація водного середовища відбувається з величезною швидкістю, оскільки у водойми надходить величезна кількість біогенних елементів з стічними водами та дощовими водами, що несуть з собою мінеральні добрива з сільськогосподарських угідь. Така евтрофікація називається антропогенною.
Основні ознаки та властивості екосистем.
Цілісність (забезпечується взаємозв’язками між складовими екосистем).
Стійкість (забезпечується біорізноманіттям).
Саморегуляція.
Здатність до самовідновлення.
Здатність до розвитку.
Обмін речовин з навколишнім середовищем (колообіг речовин).