Значение экологической сукцессии

Зрелое, т. е. достигшее состояния равновесия, сообщество отличается от молодого (т.е. такого, где жизнь только начала развиваться) высокой насыщенностью организмами, их разнообразием, более развитой трофической структурой, уравновешенностью между энергией, получаемой извне и используемой для поддержания жизни. Это позволяет ему противостоять изменениям многих физических факторов (например, температуры или влажности) и даже некоторым видам химических загрязнений. Ведь организмы, воздействуя на свою среду, меняют ее свойства, делают ее более приспособленной для жизни. В то же время почти вся энергия, доступная организмам, составляющим зрелое сообщество, тратится на поддержание их жизнедеятельности.

Молодые сообщества, наоборот, более уязвимы по отношению к внешним воздействиям. Однако молодое сообщество способно продуцировать новую биомассу в гораздо больших количествах, чем зрелое. Прекрасный пример – поле, засеянное пшеницей. Если погодные условия благоприятны и в почве достаточно питательных веществ, урожай будет хороший. Но стоит появиться сорнякам (если оставить поле без обработки) – урожай снизится. Если дать сообществу развиваться естественным путем и дальше, то со временем на этом поле появятся не только новые травы, но и кустарники и даже деревья. Пшеницы будет все меньше, снизится и общий прирост массы растений. Питательные вещества и энергия будут расходоваться в основном на поддержание жизни.

Человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая сообщество на ранних стадиях сукцессии. Это требует больших затрат энергии. Ведя сельскохозяйственное производство, человек использует энергию машин и механизмов, собственного труда для поддержания сельскохозяйственного сообщества (например, поля, засеянного пшеницей) на ранней стадии сукцессии. Человек препятствует проникновению в это сообщество других видов, которые могут конкурировать с пшеницей за питательные ресурсы или потреблять биомассу растений на свои нужды. Ведь в зрелом сообществе годовой прирост биомассы растений расходуется в основном на дыхание растений и животных и может быть даже равен нулю.

С другой стороны, с точки зрения человека, устойчивость сообщества на стадии равновесия, его способность противостоять воздействию физических факторов (и даже управлять ими) является важным свойством.

Пахотные земли, например, являются молодыми сукцессионными стадиями. Они поддерживаются в таком состоянии благодаря непрерывному труду земледельца. Леса же представляют собой более старые, более разнообразные и более стабильные сообщества.

Чрезвычайно важно, чтобы обоим типам экосистем человек уделял одинаковое внимание. Если уничтожить лес в погоне за временным доходом от древесины, уменьшатся запасы воды и почва будет снесена со склонов. Это снизит продуктивность равнинных районов. Иными словами, леса представляют для человека ценность не только как поставщики древесины или источник дополнительных площадей, которые могут быть заняты культурными растениями.

Люди все еще слабо осознают последствия экологических нарушений, совершаемых в погоне за экономической выгодой. Даже тех знаний, которые накоплены экологией в настоящее время, достаточно для уверенности в том, что превращение нашей биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе огромную опасность. Для нашего собственного выживания определенные ландшафты должны быть представлены естественными сообществами.

Письменная работа с карточками на 10 мин:

1. Три типа равновесия между продукцией автотрофов и потреблением гетеротрофов.

2. Первичная и вторичная сукцессия. Приведите примеры.

3. Четыре правила сукцессионных изменений.

1. Формулировки законов, определения, или сущность понятий: 1. Сукцессия. 2. Равновесное сообщество. 3. Первичная сукцессия. 4. Вторичная сукцессия. 5. Скорость первичной и вторичной сукцессии. 6. Изменение видового состава в результате сукцессии. 7. Изменение числа видов в результате сукцессии. 8. Изменение биомассы сообщества в результате сукцессии.

Карточка у доски:

1. Что такое сукцессия?

2. В чем заключается равновесие замкнутого сообщества?

3. В чем заключается равновесие экосистем, в которые поступает вода?

4. В чем заключается равновесие сельскохозяйственных экосистем?

5. Какая сукцессия называется первичной?

6. Какая сукцессия называется вторичной?

7. Что происходит с видовым составом сообщества в результате сукцессии?

8. Что происходит с количеством видов сообщества в результате сукцессии?

9. Что происходит с количеством биомассы сообщества в результате сукцессии?

10. Что происходит со скоростью прироста биомассы в результате сукцессии?

Тестовое задание:

1. Закономерная смена менее устойчивого сообщества на более устойчивое:

1. Эволюция.

2. Сукцессия.

3. Ароморфоз.

4. Идиоадаптация.

2. Равновесие замкнутого сообщества наблюдается:

1. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов и притока органики извне.

2. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов без той части, которую в виде урожая забирает человек.

3. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов.

4. При потреблении гетеротрофами большей биомассы, чем прирост биомассы автотрофов.

3. Равновесие сообществ, в которые извне поступает органика (с текущей водой) наблюдается:

1. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов и притока органики извне.

2. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов без той части, которую в виде урожая забирает человек.

3. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов.

4. При потреблении гетеротрофами большей биомассы, чем прирост биомассы автотрофов.

4. Равновесие сельскохозяйственных сообществ наблюдается:

1. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов и притока органики извне.

2. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов без той части, которую в виде урожая забирает человек.

3. При потреблении гетеротрофами прироста биомассы автотрофов.

4. При потреблении гетеротрофами большей биомассы, чем прирост биомассы автотрофов.

**5. Первичная сукцессия наблюдается:

1. На островах вулканического происхождения.

2. После раскорчевки и запашки площадей, занятых прежде лесом, если распаханный участок оставлен и впоследствии не обрабатывается.

3. На голых скалах.

4. После устройства пруда.

**6. Вторичная сукцессия наблюдается:

1. На островах вулканического происхождения.

2. После раскорчевки и запашки площадей, занятых прежде лесом, если распаханный участок оставлен и впоследствии не обрабатывается.

3. На голых скалах.

4. После устройства пруда.

7. В результате сукцессии видовой состав сообщества:

1. Изменяется.

2. Не изменяется.

3. При первичной сукцессии – изменяется, при вторичной – не изменяется.

4. При первичной сукцессии – не изменяется, при вторичной – изменяется.

8. В результате сукцессии количество видов сообщества:

1. Увеличивается.

2. Уменьшается.

3. Не изменяется.

4. При первичной сукцессии – увеличивается, при вторичной – не изменяется.

9. В результате сукцессии количество биомассы сообщества:

1. Увеличивается.

2. Уменьшается.

3. Не изменяется.

4. При первичной сукцессии – увеличивается, при вторичной – не изменяется.

10. В результате сукцессии скорость прироста биомассы:

1. На ранних стадиях скорость прироста высока, на конечных стадиях она падает.

2. На ранних стадиях скорость прироста биомассы низка, на последующих стадия она возрастает.

3. Не изменяется.

4. При первичной сукцессии – увеличивается, при вторичной – не изменяется.

Вопросы к зачету по главе «Экосистемный уровень»

Каждому варианту будет предложено 10 вопросов,
на каждый вопрос нужно дать ответ одним полным предложением

1. Что такое биоценоз? Биотоп? Биогеоценоз?

2. Что такое биосфера? Кем создано учение о биосфере?

3. Биоценоз, биотоп, фитоценоз, биогеоценоз, экосистема – какое из этих понятий наиболее широкое? Почему?

4. Какие организмы называют автотрофами? Гетеротрофами?

5. Какие организмы называют продуцентами? Консументами? Редуцентами?

6. Какие две группы организмов относят к гетеротрофам?

7. Какие организмы относят к бентосу? Планктону?

8. В чем проявляется круговорот веществ?

9. Почему поток энергии является однонаправленным?

10. Как живые организмы используют вещества и энергию пищи?

11. В чем проявляется правило 10%?

12. Если съеденную биомассу первого трофического уровня принять за 100%, какой процент биомассы останется на четвертом трофическом уровне?

13. Что такое продукция трофического уровня?

14. Что такое первичная продукция?

15. Что такое валовая первичная продукция

16. Что такое чистая первичная продукция?

17. Что такое вторичная продукция?

18. Чему равна годовая первичная продукция наземной растительности?

19. Чему равна годовая первичная продукция мирового океана?

20. Какие организмы являются основными продуцентами океана?

21. Что такое сукцессия?

22. В чем заключается равновесие замкнутого сообщества?

23. В чем заключается равновесие экосистем, в которые поступает вода?

24. В чем заключается равновесие сельскохозяйственных экосистем?

25. Какая сукцессия называется первичной?

26. Какая сукцессия называется вторичной?

27. Что происходит с видовым составом сообщества в результате сукцессии?

28. Что происходит с количеством видов сообщества в результате сукцессии?

29. Что происходит с количеством биомассы сообщества в результате сукцессии?

30. Что происходит со скоростью прироста биомассы в результате сукцессии?