Розвиток і зміна біогеоценозів

Біогеоценози зі збалансованим кругообігом речовин можуть існувати нескінченно довго, поки зовнішні сили не виведуть їх з рівноваги. І дійсно, темнохвойная тайга, ковилові степи, широколисті діброви займали свої місця тисячоліттями після останнього заледеніння, і лише діяльність людини за останнє сторіччя сильно змінила ці ландшафти.

Разом з тим в природі існує безліч нестабільних біогеоценозів, направлено змінюються навіть без будь-якого втручання ззовні. Міліють і заростають неглибокі озера, на місці мокрого луки незабаром з’являються зарості чагарників, лишайники на скелях поступово замінюються мохами, а потім і травами, і під ними формується тонкий шар грунту. Все це приклади нестабільних екосистем, спільноти яких швидко змінюють склад видів.

Розвиток біогеоценозу відбувається не так, як розвиток організму. Зростання і ускладнення організму визначаються його спадковістю, т. Е. Закладеними в зиготе генами. Біогеоценози виникають за іншим принципом. Вони формуються на основі випадкового (самовільного) підбору видів, наявних у навколишньому середовищі і здатних існувати в даних умовах. Який виникає таким шляхом склад видів не існує довго, а змінюється. Процес змін йде доти, поки не встановиться співтовариство, здатне підтримувати збалансований круговорот. Такий процес саморозвитку екосистеми називають екологічною сукцесій (лат. Successio – «спадкоємність») (рис. 85).

Сукцесії можуть бути первинними і вторинними, т. Е. Відновними.

Первинні сукцесії починаються з заселення обнажившихся ділянок території – осипів, мілин, голих скель, сипучих пісків або відвалів, створених людиною. Ці мляві ділянки спочатку займають види, які здатні швидко розселятися.

Заносяться вітром і водою їх насіння, спори, прилітають комахи, забігають дрібні гризуни, і деякі з них приживаються на даній ділянці. Спільноти, які утворюються з таких випадкових видів, називають піонерними. Вони, як правило, малостійкі, а їх види, встигнувши частково змінити середовище, незабаром витісняються новими вселенцями.

На пионерной стадії співтовариство не збалансовано. У ньому ще не сформувалися складні ланцюги харчування, що не зайняті всі екологічні ніші, рослинна продукція не повністю використовується консументами, редуцентами і накопичується в екосистемі. Нові види, які поселилися тут, теж змінюють середовище, роблячи її непридатною для себе, і тому незабаром витісняються конкурентами. В результаті відбувається чергова заміна одного біогеоценозу якісно іншим, т. Е. Відбувається зміна біогеоценозів. Виникаючі на цьому етапі піонерні системи називають також незрілими.

Зміна біогеоценозів – це заміна одного біогеоценозу іншим, якісно відмінним від попереднього.

Поступово, у міру впровадження популяцій інших видів, спільнота стає все більш стійким. У ньому наростає видове різноманіття, відбувається все більше наповнення спільноти представниками різних життєвих форм і розбіжність видів по екологічних нішах і ярусам, послаблюється конкуренція, збільшується значення взаємовигідних відносин. У спільноті накопичується все більше видів з тривалими циклами розвитку. Численні паразити і хижаки регулюють кількість своїх жертв, не допускаючи спалахів їх чисельності. Вся продукція, створена рослинами, йде на підтримку величезної армії тварин, грибів і бактерій. В одних колах живлення переробляються живі частини рослин і тварин, в інших – мертва органічна маса. Обидва процеси врівноважують один одного. Біогеоценози стають стійкими, оскільки зміни середовища, що викликаються одними видами, компенсуються діяльністю інших. Такі екосистеми називають зрілими або кінцевими і корінними.

Кругообіг речовин в зрілих біогеоценозах збалансований.

Вторинні, або відновлювальні, сукцессии починаються після часткового порушення екосистем. Такі порушення відбуваються, наприклад, після лісової пожежі, рубки лісу, оранки цілини. У цих випадках знищуються не всі елементи екосистеми, залишається сформована живими організмами грунт, зберігаються насіння, кореневища, суперечки, виживають деякі види тварин. Відновлювальні сукцессии протікають трохи інакше, ніж первинні, але теж приводять до формування стабільних, зрілих біогеоценозів.

Час первинних сукцесій обчислюється в природі сотнями років, вторинні відбуваються дещо швидше. Наприклад, ялинники в європейській частині Росії після рубок відновлюються за 60-80 років, проходячи стадії тимчасових спільнот – чагарникових заростей і дрібнолистих лісів.

Поряд з великомасштабними і довгостроковими сукцесії в природі протікає безліч дрібномасштабних і короткострокових. Заростають, теж проходячи ряд етапів, земляні викиди кротів, завали дерев в лісі, сусліковіни в степах, днища висохлих калюж, ставків і т. П. Поряд з рослинністю на цих ділянках змінюється і тварина, і мікробне населення співтовариства. Такі дрібні сукцессии постійно відбуваються у великих стабільних біогеоценозах, відновлюючи в них локальні порушення і підтримуючи цілісність і стабільність екосистем.

Екологічні сукцесії є механізмами та розвитку, і самопідтримки, і відновлення природних екосистем.

Розуміння законів екологічних сукцесій важливо для багатьох сторін діяльності людини. Слід знати, що біогеоценоз не може одночасно бути високоустойчіви і накопичувати при цьому надлишок первинної продукції. Створюючи штучні екосистеми (поля, сади і городи), треба розуміти, що вони вкрай нестійкі і вимагають постійної підтримки людини: оранки, добрив, посівів, поливу і т. П. Ця нестійкість проявляється і у спалахах чисельності шкідників, і в атаках бур’янів, і в ерозії ґрунтів, і в вичерпанні запасів мінеральних сполук. Якщо на наступний рік не засіяти поле знову, воно стрімко перетворюється сукцесій в пустку, а потім в луг або чагарникові зарості.

Управління сукцесії – один з основних шляхів екологічно грамотного співробітництва з природою. Щоб не підривати її стабільність і отримувати первинну продукцію, люди повинні так організовувати ландшафти, щоб вони включали і зрілі, і незрілі екосистеми. Старе гасло «Перетворимо всю Землю на квітучий сад!» Не витримав екологічної перевірки. Сад – пионерная і нестабільна екосистема, і у людства не вистачить сил боротися проти природи. Сади, поля повинні чергуватися в ландшафті з лісами, перелісками, задернована ділянками, водоймами та іншими типами природних біогеоценозів, забезпечуючи все те розмаїття, на якому будується стійкість природного середовища в біосфері.

Посилання на основну публікацію