4. جانشینی زیست محیطی
وجود نسبتاً طولانی بیوسنوز در یک مکان (جنگل کاج یا صنوبر، باتلاق دشت) بیوتوپ (محلی که بیوسنوز وجود دارد) را تغییر می دهد به طوری که برای وجود برخی گونه ها نامناسب، اما برای معرفی یا توسعه مناسب می شود. دیگران. در نتیجه، یک بیوسنوز متفاوت، که بیشتر با شرایط محیطی جدید سازگار است، به تدریج در این بیوتوپ ایجاد می شود. چنین جایگزینی مکرر برخی از بیوسنوزها توسط برخی دیگر نامیده می شود جانشینی.
جانشینی (از لاتین successio - تداوم، وراثت) جایگزینی تدریجی، برگشت ناپذیر و مستقیم یک بیوسنوز با دیگری در همان قلمرو تحت تأثیر عوامل طبیعی یا تأثیر انسانی است.
واژه جانشینی اولین بار توسط گیاه شناس فرانسوی De Luc در سال 1806 برای اشاره به تغییرات در پوشش گیاهی استفاده شد.
نمونه هایی از جانشینی عبارتند از: رشد تدریجی شن های سست، لایه های سنگی، کم عمق، استعمار زمین های کشاورزی متروک (زمین زراعی)، زمین های آیش، پاکسازی ها و غیره توسط موجودات گیاهی و جانوری. مزارع سابق به سرعت با انواع مختلف سالانه پوشیده می شوند. گیاهان این همچنین شامل دانه های گونه های درختی است: کاج، صنوبر، توس، آسپن. آنها به راحتی توسط باد و حیوانات در فواصل طولانی حمل می شوند. در خاک کم چمن، بذرها شروع به جوانه زدن می کنند. گونه های کوچک برگ نور دوست (توس، آسپن) خود را در مطلوب ترین موقعیت می یابند.
یک مثال کلاسیک از جانشینی، رشد بیش از حد یک دریاچه یا رودخانه و تبدیل آن ابتدا به باتلاق، و سپس، پس از مدتی طولانی، به یک بیوسنوز جنگلی است. ابتدا سطح آب کم عمق می شود و از هر طرف با قایق پوشیده می شود و قسمت های مرده گیاهان به پایین فرو می روند. به تدریج سطح آب پوشیده از چمن می شود. این فرآیند چندین دهه به طول می انجامد و سپس یک باتلاق ذغال سنگ نارس به جای دریاچه یا دریاچه oxbow تشکیل می شود. حتی بعداً، باتلاق به تدریج با پوشش گیاهی چوبی، به احتمال زیاد کاج، شروع به رشد می کند. پس از مدت معینی، فرآیندهای تشکیل ذغال سنگ نارس در محل مخزن سابق منجر به ایجاد رطوبت اضافی و مرگ جنگل می شود. سرانجام، باتلاق جدیدی ظاهر خواهد شد، اما متفاوت از آنچه قبلا بود.
همراه با تغییر پوشش گیاهی، جانوران قلمرو در معرض جانشینی نیز تغییر می کند. بی مهرگان آبزی، ماهی ها، پرندگان آبزی، دوزیستان و برخی از پستانداران - مشک ها، راسوها - برای یک گاو نر یا دریاچه معمولی هستند. نتیجه جانشینی یک جنگل کاج اسفاگنوم است. اکنون پرندگان و پستانداران دیگری در اینجا زندگی می کنند - خروس چوبی، کبک، گوزن، خرس، خرگوش.
هر زیستگاه جدید - یک ساحل رودخانه شنی در معرض، گدازه یخ زده یک آتشفشان خاموش، یک گودال پس از باران - بلافاصله به عرصه ای برای استعمار گونه های جدید تبدیل می شود. ماهیت پوشش گیاهی در حال توسعه به ویژگی های بستر بستگی دارد. موجودات تازه مستقر شده به تدریج زیستگاه خود را تغییر می دهند، مثلاً با سایه زدن سطح یا تغییر رطوبت آن. پیامد چنین تغییرات محیطی، توسعه گونه های جدید مقاوم و جابجایی گونه های قبلی است. با گذشت زمان، یک بیوسنوز جدید با ترکیب گونه ای به طور قابل توجهی متفاوت از ترکیب اصلی تشکیل می شود.
در ابتدا، تغییرات به سرعت اتفاق می افتد. سپس میزان جانشینی کاهش می یابد. نهال های توس رشد متراکمی را تشکیل می دهند که خاک را سایه می اندازد و حتی اگر دانه های صنوبر همراه با توس جوانه بزنند، نهال های آن که در شرایط بسیار نامساعدی قرار می گیرند، بسیار از توس عقب می مانند. توس نور دوست یک رقیب جدی برای صنوبر است. علاوه بر این، ویژگی های بیولوژیکی خاص توس به آن مزایایی در رشد می دهد. توس "پیشگام جنگل" نامیده می شود، یک گونه پیشگام، زیرا تقریبا همیشه اولین گونه ای است که در زمین های آشفته ساکن می شود و دارای طیف گسترده ای از سازگاری است.
توس ها در سن 2 تا 3 سالگی می توانند به 100 تا 120 سانتی متر ارتفاع برسند، در حالی که درختان صنوبر در همان سن به ندرت به 10 سانتی متر می رسند. متر ارتفاع در زیر در حال توسعه صنوبر شروع به رشد در امتداد تاج توس می کند و زیر رویش هایی با درجات مختلف تراکم تشکیل می دهد. همچنین تغییراتی در لایه زیرین، چمن-بوته ای رخ می دهد. به تدریج، با بسته شدن تاج های توس، گونه های نور دوست، مشخصه مراحل اولیه جانشینی، شروع به ناپدید شدن می کنند و جای خود را به گونه های مقاوم در برابر سایه می دهند.
تغییرات همچنین بر مؤلفه حیوانی بیوسنوز تأثیر می گذارد. در مراحل اول، سوسک های مه و پروانه های توس مستقر می شوند، سپس پرندگان متعددی - خرچنگ، خرچنگ، خرچنگ، پستانداران کوچک - سوسک، خال، جوجه تیغی. تغییر شرایط نور شروع به تأثیر مفید بر درختان کریسمس جوان می کند که رشد آنها را تسریع می کند. اگر در مراحل اولیه جانشینی رشد درختان صنوبر 1 تا 3 سانتی‌متر در سال بود، پس از 10 تا 15 سال به 40 تا 60 سانتی‌متر می‌رسد. در حدود 50 سال، صنوبر در رشد با توس می‌رسد. پایه مخلوط صنوبر و توس تشکیل می شود. حیوانات عبارتند از: خرگوش، موش جنگلی، موش و سنجاب. فرآیندهای جانشینی نیز در میان جمعیت پرندگان قابل توجه است: اوریول هایی که از کاترپیلارها تغذیه می کنند در چنین جنگلی مستقر می شوند.
جنگل مخلوط صنوبر و توس به تدریج با صنوبر جایگزین می شود. صنوبر از نظر رشد از توس پیشی می گیرد، سایه قابل توجهی ایجاد می کند و توس که قادر به مقاومت در برابر رقابت نیست، به تدریج از پایه درخت می افتد.
بنابراین، جانشینی رخ می دهد، که در آن ابتدا یک توس و سپس یک جنگل مخلوط صنوبر و توس با یک جنگل صنوبر خالص جایگزین می شود. روند طبیعی جایگزینی جنگل توس با جنگل صنوبر بیش از 100 سال طول می کشد. به همین دلیل است که گاهی اوقات فرآیند جانشینی نامیده می شود تغییر قرن .
اگر توسعه جوامع در زیستگاه های تازه تشکیل شده و قبلاً خالی از سکنه اتفاق بیفتد، جایی که پوشش گیاهی وجود نداشته باشد - روی تپه های شنی، جریان های گدازه یخ زده، سنگ هایی که در اثر فرسایش یا عقب نشینی یخ در معرض قرار می گیرند، آنگاه چنین توالی نامیده می شود. اولیه.
نمونه‌ای از جانشینی اولیه فرآیند استعمار تپه‌های ماسه‌ای تازه تشکیل شده در جایی است که قبلاً پوشش گیاهی وجود نداشت. گیاهان چند ساله ای که می توانند شرایط خشکی را تحمل کنند، مانند سبزه گندمی خزنده، ابتدا در اینجا ساکن می شوند. ریشه می گیرد و روی شن های روان تکثیر می شود و سطح تپه را تقویت می کند و ماسه را با مواد آلی غنی می کند. شرایط فیزیکی محیط در مجاورت علف های چند ساله تغییر می کند. به دنبال گیاهان چند ساله، یکساله ظاهر می شود. رشد و نمو آنها اغلب به غنی شدن بستر با مواد آلی کمک می کند، به طوری که به تدریج شرایط مناسب برای رشد گیاهانی مانند بید، خرس و آویشن ایجاد می شود. این گیاهان قبل از ظهور نهال های کاج هستند که خود را در اینجا تثبیت می کنند و پس از رشد، پس از چندین نسل جنگل های کاج را روی تپه های شنی تشکیل می دهند.
اگر قبلاً در منطقه خاصی پوشش گیاهی وجود داشته است، اما به دلایلی از بین رفته است، احیای طبیعی آن نامیده می شود. ثانوی جانشینی . چنین توالی می تواند به عنوان مثال، از تخریب جزئی جنگل توسط بیماری، طوفان، فوران آتشفشانی، زلزله یا آتش سوزی باشد. احیای بیوسنوز جنگل پس از چنین تأثیرات فاجعه باری زمان زیادی می برد.
نمونه ای از جانشینی ثانویه تشکیل یک باتلاق ذغال سنگ نارس در هنگام رشد بیش از حد دریاچه است. تغییر پوشش گیاهی در یک باتلاق با رشد بیش از حد لبه های مخزن با گیاهان آبزی آغاز می شود. گونه‌های گیاهی دوست‌دار رطوبت (نی، نی، جگر) در یک فرش پیوسته در نزدیکی کرانه‌ها شروع به رشد می‌کنند. به تدریج لایه ای کم و بیش متراکم از پوشش گیاهی در سطح آب ایجاد می شود. بقایای گیاه مرده در انتهای مخزن جمع می شود. به دلیل کم بودن اکسیژن در آب های راکد، گیاهان به آرامی تجزیه شده و به تدریج به ذغال سنگ نارس تبدیل می شوند. تشکیل بیوسنوز باتلاق آغاز می شود. خزه‌های اسفاگنوم ظاهر می‌شوند که روی فرش پیوسته‌ای از آنها زغال اخته، رزماری وحشی و زغال اخته می رویند. کاج ها نیز می توانند در اینجا ته نشین شوند و رشد کمی را تشکیل دهند. با گذشت زمان، یک اکوسیستم باتلاق برجسته تشکیل می شود.
بیشتر توالی هایی که در حال حاضر مشاهده شده اند انسان زا , آن ها آنها در نتیجه تأثیر انسان بر اکوسیستم های طبیعی رخ می دهند. چرای دام، قطع جنگل ها، وقوع آتش سوزی، شخم زدن زمین، غرقاب شدن خاک، بیابان زایی و غیره است.
جانشینی زیست محیطی
یکی از دستاوردهای اصلی بوم شناسی این کشف بود که نه تنها موجودات و گونه ها، بلکه اکوسیستم ها نیز رشد می کنند. جوامع دائما در حال تغییر هستند. برخی از موجودات زنده می میرند، برخی دیگر می آیند تا جایگزین آنها شوند. انرژی و مواد مغذی در یک جریان بی پایان در جامعه جریان دارند.
مفهوم و انواع، 2018.
توالی تغییرات در جوامع (اکوسیستم ها، بیوسنوزها) در همان قلمروتماس گرفت جانشینی.
هنگام تعریف جانشینی اکولوژیکی باید سه نکته را در نظر گرفت.
اولاً، جانشینی تحت تأثیر اجتماع رخ می دهد، یعنی. جزء زیستی اکوسیستم
ثانیاً جانشینی به طریق خاصی هدایت می شود و قابل پیش بینی (پیش بینی) است.
جنبه سوم این است که اوج جانشینی، ظهور یک اکوسیستم تثبیت شده است که در آن در هر واحد جریان انرژی حداکثر زیست توده و حداکثر تعداد فعل و انفعالات بین گونه ای وجود دارد.
مرحله نهایی جانشینی نامیده می شود جامعه یائسگی.
به طور سنتی، روند جانشینی با مثالی از رشد بیش از حد یک مخزن کوچک در یک جنگل نشان داده شده است (شکل 34). قسمت‌های بالای آب گیاهان علفی ساحلی سالانه از بین می‌روند و به همین دلیل مساحت سطح آب تمیز حوض کاهش می‌یابد.
به تدریج شرایط مساعد برای رشد گونه های گیاهی ساحلی قدرتمندتر مانند بید در نزدیکی سواحل ایجاد می شود. با ریشه گرفتن، بید شروع به پمپاژ آب از حوضچه می کند و منطقه وجود خود را خشک می کند. در نتیجه، بید با گونه های درخت کوچک برگ جایگزین می شود: توس، فندق.
مفهوم و انواع، 2018.
مساحت سطح حوض همچنان کاهش می یابد، رطوبت خاک کاهش می یابد و خاک جنگل شروع به تشکیل می کند. درختان کوچک برگ جای خود را به درختان پهن برگ می دهند، بلوط و نمدار به تدریج ظاهر می شوند و درختچه ها و گیاهان علفی مختلف در زیر طوقه آنها رشد می کنند. شرایط برای ورود درختان سوزنی برگ به جوامع به تدریج ایجاد می شود. در نتیجه مصرف بیش از حد عناصر شیمیایی بیوژنیک، عمدتا نیتروژن و فسفر، به همراه مواد آلی به مخزن، "شکوفایی" آب رخ می دهد: جلبک های تک سلولی در مقادیر زیادی تکثیر می شوند. "پیری" اکوسیستم های دریاچه وجود دارد - اوتروفیکاسیون آنها.
جلبک های در حال مرگ، همراه با روزن داران، "به صورت باران" به پایین می ریزند، که منجر به کاهش عمق حوضچه می شود. در نتیجه، جنگلی به جای مخزن تشکیل می شود که عملاً هیچ تفاوتی با جنگلی که چندین دهه پیش مخزن را احاطه کرده بود، ندارد. در شرایط خارجی خاص، دریاچه به یک باتلاق ذغال سنگ نارس تبدیل می شود که یک اکوسیستم پایدار از نوع اوج است.
تعداد بسیار زیادی طبقه بندی از جانشینی وجود دارد.
بسته به دلایل جانشینی، آنها را تشخیص می دهند
· به صورت اگزودینامیک e (از کلمه یونانی exo - خارج) توالی های ناشی از عوامل خارجی برای یک اکوسیستم معین،
· اندودینامیک(از کلمه یونانی endon - درون) جانشینی ناشی از مکانیسم های داخلی اکوسیستم
اگزودینامیکتوالی می تواند ناشی از تغییرات آب و هوایی، کاهش سطح آب های زیرزمینی، بالا آمدن سطح دریا و غیره باشد. چنین تغییراتی می تواند برای قرن ها و هزاره ها ادامه یابد. آنها عمدتاً با عملکرد مکانیسم های سازگاری اکوسیستم با عوامل محیطی مرتبط هستند که به نوبه خود مبتنی بر مکانیسم های سازگاری موجودات زنده در اکوسیستم است.
اندودینامیکجانشینی توسط قوانین خاصی هدایت می شود که مکانیسم های آن هنوز تا حد زیادی نامشخص است. مشخص است که روی هر بستر، حتی کاملاً بی‌جان، مانند تپه‌های شنی یا گدازه‌های سخت شده، دیر یا زود زندگی شکوفا می‌شود. علاوه بر این، اشکال زندگی، یا به طور دقیق تر، انواع جوامع، به طور متوالی در یک فضای معین جایگزین یکدیگر می شوند، به تدریج پیچیده تر می شوند و تنوع گونه ها را افزایش می دهند، به اصطلاح مجموعه ای متوالی را تشکیل می دهند که شامل مراحل متوالی است که جایگزینی یک جامعه را نشان می دهد. توسط دیگری
سری جانشینی در مرحله بلوغ به پایان می رسد، که در آن اکوسیستم تغییرات بسیار کمی دارد. اکوسیستم ها در این مرحله نامیده می شوند یائسگی(از کلمه یونانی klimax - نردبان).
مدت زمان جانشینی از مبدأ یک اکوسیستم تا مرحله اوج می تواند تا صدها و حتی هزاران سال باشد. چنین مدت طولانی عمدتاً به دلیل نیاز به تجمع مواد مغذی در بستر است.
نوع دیگری از طبقه بندی جانشینی وجود دارد.
لازمه تمایز است توالی اتوتروف و هتروتروف. تمام توالی های اتوتروف در اکوسیستم هایی اتفاق می افتد که پیوند مرکزی آن پوشش گیاهی است (فیتوسنوز).
دینامیک هتروتروف ها کاملاً تابع دینامیک اتوتروف ها است - تغییر جوامع حیوانی به تغییر جوامع گیاهی بستگی دارد. توالی های اتوتروف از نظر تئوری می توانند برای همیشه باقی بمانند، زیرا دائماً از انرژی خورشید تغذیه می شوند.
که در توالی هتروتروففقط حیوانات (هتروتروف ها، مصرف کنندگان) شرکت می کنند. گیاهان مرده نیز می توانند در این فرآیند شرکت کنند، به عنوان مثال، درختان افتاده، کنده ها و غیره، که به طور معمول منبع انرژی برای جانشینی هتروتروف هستند.
جانشینی هتروتروف مستلزم وجود اجباری منبع خاصی از انرژی انباشته شده در مواد آلی است. هنگامی که منبع انرژی تمام شود، یعنی پس از تجزیه کامل بستر اصلی، پایان می یابد. پس از این، اکوسیستم وجود ندارد. بنابراین، مفهوم یائسگی برای او تعریف نشده است. برخلاف بیوژئوسنوزها، چنین اکوسیستم هایی فانی هستند.
نمونه هایی از جانشینی هتروتروف تغییرات در جوامع روی جسد یک حیوان است (تغییرات تقریباً به این ترتیب رخ می دهد: باکتری ها - مورچه ها - سوسک های مردار ، سوسک های فرش ، سوسک های شپش). روی توده ای از کود (یا فضولات)؛ روی میوه ای که روی زمین مانده است - مثلاً یک سیب.
ارسال شده در ref.rf
طولانی ترین جانشینی هتروتروف در تنه یک درخت بزرگ افتاده مشاهده می شود.
بنابراین، در در جانشینی هتروتروف، مرحله اوج وجود ندارد.
جانشینی هتروتروف به خوبی با جوامع وابسته به سوخت فسیلی مرتبط است. پویایی جانشینی هتروتروف با یک منحنی با افزایش سریع تعداد موجودات تا رسیدن به حداکثر معین توصیف می‌شود، سپس با اتمام منبع انرژی، تعداد موجودات به تدریج کاهش می‌یابد. دستیابی به هیچ حالت پایدار (اوج) ممکن نیست. چنین جامعه ای به سرعت در حال پیشرفت است، اما با این وجود در ابتدا محکوم به انقراض است.
ما قبلاً از بسیاری از رسوبات "خامه را پاک کرده ایم". عملیات بیشتر آنها به سرمایه گذاری انرژی بیشتر در طول زمان نیاز دارد. بنابراین، بازده استخراج به طور پیوسته کاهش می یابد. در کنار این، قابلیت حیات تمدنی که بر اساس جانشینی هتروتروف ساخته شده است نیز کاهش خواهد یافت، مگر اینکه، البته، تغییرات فاجعه بار حتی زودتر رخ دهد. به همین دلیل است که ما تلاش زیادی را صرف یافتن منابع جدید انرژی می کنیم. اما حتی اگر یاد بگیریم همجوشی گرما هسته ای را کنترل کنیم، ماهیت مخرب ما را تغییر نخواهد داد.
بسته به شرایط اولیه، جانشینی به دو دسته تقسیم می شود
- اولیه(زمانی که موجودات زنده مناطق خالی را که قبلاً هرگز در آن ساکن نبوده اند استعمار کنند) و
- ثانوی(فرآیند در مکان‌هایی اتفاق می‌افتد که قبلاً مسکونی بوده‌اند، اما ساکنان خود را در نتیجه، به عنوان مثال، یخبندان یا فعالیت‌های انسانی از دست داده‌اند).
جانشینی اولیه- روند توسعه و تغییر اکوسیستم ها در مناطقی که قبلاً خالی از سکنه بوده است، با استعمار آنها شروع می شود.
یک مثال کلاسیک از جانشینی اولیه، توسعه یک جامعه بر روی گدازه یا خاکستر سرد شده در منطقه عمل یک آتشفشان، روی سنگ ها و سنگ ها است. در ابتدا، گلسنگ ها ظاهر می شوند و سطح را با نیتروژن غنی می کنند.
مفهوم و انواع، 2018.
پس از مدتی، خزه ها در بیوتوپ شروع به رشد می کنند. پس از این، علف همراه با خزه ها رشد می کند، سپس درختان کوچک برگ. درک این نکته دشوار نیست که در تمام این مدت خاک در اکوسیستم در حال توسعه است و رشد ارگانیسم‌های پیچیده‌تر را ممکن می‌سازد.
جانشینی ثانویهدر جایی رخ می دهد که یک بیوسنوز قبلا وجود داشته است، اما در نتیجه عوامل طبیعی یا انسانی از بین رفته است.
به عنوان مثال، جانشینی ثانویه در مکان های جنگل زدایی، در زمین های قابل کشت متروکه، در روستاهای متروکه، پس از بلایای طبیعی آغاز می شود: سیل، سونامی، بادهای بادگیر جنگل، زلزله. مطالعه توالی های تب زا (به وجود آمده در نتیجه آتش سوزی) از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا با توسعه جامعه انسانی، نسبت آتش سوزی های ناشی از انسان افزایش می یابد.
جانشینی ثانویهبا یک مرحله اجتماعی پایدار به پایان می رسد در 150-250سال، و اولیهحدود طول می کشد 1000 سال.
4.2.1 اکوسیستم Climax.
جانشینی با مرحله ای به پایان می رسد که همه گونه های اکوسیستم، در حین تولید مثل، تعداد نسبتاً ثابتی را حفظ می کنند و هیچ تغییر دیگری در ترکیب آن رخ نمی دهد. به این حالت تعادل اوج و اکوسیستم اوج می گویند. تحت شرایط غیر زنده مختلف، اکوسیستم های اوج متفاوتی تشکیل می شوند. در آب و هوای گرم و مرطوب، جنگل بارانی استوایی و در آب و هوای خشک و گرم، بیابان خواهد بود. بیوم های اصلی زمین اکوسیستم های اوج مناطق جغرافیایی مربوطه هستند.
جنگل صنوبر آخرین مرحله اوج توسعه اکوسیستم در شرایط آب و هوایی شمال است، یعنی در حال حاضر یک بیوسنوز بومی است (شکل 33).
برنج. 33. توالی پی در پی در طول تشکیل جنگل صنوبر.
در ابتدا، گونه‌های به‌اصطلاح پیشگام، مانند گلسنگ‌ها و جلبک‌های پوشاننده، روی بستر بی‌جان می‌نشینند. در طی 5-10 سال، آنها تا حدودی بستر را با مواد مغذی غنی می کنند و ابتدای خاک را تشکیل می دهند. سپس علف ها روی این خاک های هنوز بسیار فقیر می نشینند و خاک را غنی تر می کنند. حدود 15 سال از آغاز جانشینی، اولین بوته ها در فضای زمانی بی جان مستقر می شوند، که به تدریج با درختان برگریز نور دوست، اغلب توس و آسپن، که با رشد سریع مشخص می شوند، جایگزین می شوند.
مفهوم و انواع، 2018.
در سن 50 سالگی، قوی ترین درختان در جنگل های برگریز جوان خودنمایی می کنند، که بر شاخه های ضعیف سایه می اندازند، که می میرند، و این امکان را برای صنوبر فراهم می کند که در زیر تاج جنگل برگریز مستقر شود. صنوبر نسبت به سایه مقاوم‌تر است؛ تحت حفاظت درختان برگریز، به تدریج با آنها در رشد می‌آید و فضای زندگی آنها را به دست می‌آورد. در حدود سن 70 سالگی، اکوسیستم به مرحله جنگل های مخلوط صنوبر و برگریز می رسد. در آن زمان، درختان برگریز زمان برای پیر شدن دارند و به تدریج صنوبر به ردیف اول می رسد و همه پوشش گیاهی برگریز را سایه می اندازد و نازک می کند. در سن 90 سالگی، این اکوسیستم به مرحله اوج می رسد، که با فقدان تقریباً کامل درختان برگریز مشخص می شود؛ صنوبر گونه غالب ساختمانی می شود و به روشی خاص کل زندگی جامعه ساکن در این اکوسیستم را تشکیل می دهد.
قانون ترمودینامیک را قانون بقای ساختار بیوسفر می نامند.
جانشینی زیست محیطی - مفهوم و انواع. طبقه بندی و ویژگی های دسته "جانشینی زیست محیطی" 2017-2018.
جانشینی اکولوژیکی تغییر بیوسنوزها است. اگر بیوسنوز پایدار باشد، به طور نامحدود وجود دارد. اما ما اغلب باید مشاهده کنیم که چگونه یک بیوسنوز (اکوسیستم) به دیگری تبدیل می شود: یک دریاچه به باتلاق تبدیل می شود و یک چمنزار تبدیل به جنگل.
انواع جانشینی
دو نوع جانشینی وجود دارد: اولیه و ثانویه.
در طول جانشینی اولیه، یک بیوسنوز جدید در یک بیوتوپ بی‌جان در ابتدا تشکیل می‌شود. در این صورت استعمار سطوح سنگی یا شنی رخ می دهد.
بسترهای شروع می توانند عبارتند از:
- گدازه های آتشفشانی؛
- ماسه ها;
- سنگ ها
- دره ها;
- رسوبات رودخانه و غیره
از اهمیت ویژه ای در کلونیزاسیون چنین بسترهایی، تجمع مواد در دسترس گیاهان برای تغذیه ریشه است.
برنج. 1. جانشینی اولیه.
اولین گیاهان و باکتری هایی که سطوح بی جان را مستعمره کردند، به دلیل متابولیسم و همچنین هنگام مرگ، ترکیب شیمیایی خود را تغییر می دهند.
هر گونه جانشینی طولانی مدت است. اگرچه هر سال در طول جانشینی اولیه غنی‌سازی ترکیب گونه مشاهده می‌شود، اما پس از ده‌ها سال به حالت پایداری می‌رسد.
جانشینی ثانویه جایگزینی یک بیوسنوز با دیگری است.
شایع ترین علل آن:
- تغییرات در شرایط آب و هوایی؛
- ایجاد روابط پایدارتر بین گونه ها؛
- تاثیر انسانی؛
- تغییر در شرایط زمین شناسی
هر گیاهی عوامل محیطی محدود کننده ای دارد. هنگامی که رژیم هیدرولوژیکی، خاک یا آب و هوا تغییر می کند، برخی از گیاهان می توانند اکوسیستم را ترک کنند، برخی دیگر می توانند جمعیت کنند و ظاهر آن را تغییر دهند.
TOP 1 مقالهکه در کنار این مطلب می خوانند
برنج. 2. جانشینی ثانویه.
فعالیت های انسانی به تغییر بیوسنوزها کمک می کند. به عنوان مثال، در آفریقا و آسیا، به دلیل تخریب خاک به دلیل چرای دام، اکوسیستم بیابان جایگزین ساوانا می شود.
استپ های مدرن به طور قابل توجهی در ترکیب گونه ای گیاهان با استپ های بکر متفاوت هستند. بنابراین، مناطق استپ های مرجع بازمانده به عنوان مناطق حفاظت شده شناخته شده و توسط قانون محافظت می شوند.
ویژگی های جانشینی
بیایید در نظر بگیریم که ویژگی اصلی جانشینی اکولوژیکی چیست: فقط چنین روابطی بین موجودات و خود موجودات زنده در طول زمان حفظ می شود که در شرایط معین با دیگران جایگزین نمی شوند.
نقش اصلی در تغییر بیوسنوزها متعلق به گیاهان است.
جانشینی با تغییر مراحل رخ می دهد.
مراحل جانشینی
جانشینی اکولوژیکی که به درستی ترکیب شده است به شکل جایگزینی متوالی مراحل یکدیگر است.
جانشینی (از لاتین succesio - تداوم، وراثت) تغییر مداوم و غیرقابل برگشت طبیعی یک بیوسنوز (فیتوسنوز، جامعه میکروبی و غیره) به دیگری در منطقه خاصی از محیط در طول زمان در نتیجه تأثیر طبیعی است. عوامل (از جمله نیروهای داخلی) یا تأثیر انسانی.
دسته بندی های زیادی برای جانشینی وجود دارد که معمولاً بین توالی اولیه و ثانویه تمایز قائل می شوند.
جانشینی اولیه: جانشینی اولیه معمولاً به عنوان جانشینی درک می شود که توسعه آن بر روی یک بستر اولیه بی جان آغاز می شود. اجازه دهید سیر جانشینی اولیه را با استفاده از مثال اکوسیستم های زمینی در نظر بگیریم. اگر مناطقی از سطح زمین را در نظر بگیریم، به عنوان مثال گودال های شنی متروک، در مناطق مختلف جغرافیایی (در جنگل، مناطق استپی یا در میان جنگل های گرمسیری و غیره)، آنگاه همه این اشیاء با الگوهایی مانند: استقرار موجودات زنده مشخص می شوند. افزایش تنوع گونه‌ای آنها، غنی‌سازی تدریجی خاک‌ها با مواد آلی، افزایش حاصلخیزی آنها، تقویت ارتباطات بین گونه‌های مختلف یا گروه‌های تغذیه‌ای از موجودات، کاهش تعداد سوله‌های آزاد و زیست‌محیطی، تشکیل تدریجی مواد پیچیده‌تر. بیوسنوزها و اکوسیستم ها، افزایش بهره وری آنها. گونه های کوچکتر موجودات، به ویژه گیاهان، در این مورد، معمولاً با گونه های بزرگتر جایگزین می شوند، فرآیندهای گردش مواد تشدید می شود و غیره. در هر مورد، مراحل متوالی جانشینی می تواند متمایز شود، که منظور ما از جایگزینی برخی از اکوسیستم ها با برخی دیگر است، و سری های متوالی با اکوسیستم های تغییر نسبتا کمی به پایان می رسند. آنها اوج (به یونانی climax - نردبان)، رادیکال یا گره نامیده می شوند
توالی های ثانویه: توالی های ثانویه با موارد اولیه تفاوت دارند زیرا معمولاً از مقادیر صفر شروع نمی شوند، بلکه در محل اکوسیستم های مختل یا تخریب شده به وجود می آیند. به عنوان مثال، پس از جنگل‌زدایی، آتش‌سوزی جنگل‌ها، زمانی که مناطقی که زیر زمین کشاورزی بودند بیش از حد رشد می‌کنند. تفاوت اصلی بین این توالی در این است که آنها به طور غیرقابل مقایسه سریعتر از موارد اولیه پیش می روند، زیرا با مراحل میانی (علف ها، درختچه ها یا گیاهان پیشگام چوبی) و در برابر پس زمینه خاک های غنی تر شروع می شوند.
برای هر جانشینی، به ویژه اولیه، الگوهای کلی فرآیند زیر مشخص است: .
1. در مراحل اولیه، تنوع گونه ای ناچیز، بهره وری و زیست توده کم است. با توسعه جانشینی، این شاخص ها افزایش می یابد.
2. با توسعه سری جانشینی، روابط بین موجودات افزایش می یابد. تعداد و نقش روابط همزیستی به ویژه در حال افزایش است. زیستگاه به طور کامل در حال توسعه است و زنجیره های تامین برق و شبکه ها پیچیده تر می شوند.
3. تعداد طاقچه های اکولوژیکی آزاد کاهش می یابد و در جامعه اوج یا غایب هستند یا به حداقل می رسند. در این راستا، با توسعه جانشینی، احتمال شیوع در تعداد گونه های فردی کاهش می یابد.
4. فرآیندهای گردش مواد، جریان انرژی و تنفس اکوسیستم ها تشدید می شود.
5-سرعت فرآیند متوالی تا حد زیادی به امید به زندگی موجوداتی بستگی دارد که نقش اصلی را در ترکیب و عملکرد اکوسیستم ها ایفا می کنند.6- تغییرناپذیری مراحل نهایی (اوج) جانشینی نسبی است. فرآیندهای پویا متوقف نمی شوند، بلکه فقط کاهش می یابند. فرآیندهای پویا به دلیل تغییرات در محیط، تغییر در نسل های موجودات و سایر پدیده ها ادامه می یابد. سهم نسبتاً زیادی توسط فرآیندهای پویا یک طرح چرخه ای (نوسانات) اشغال شده است.
جریان انرژی و چرخه مواد در بیوسفر
چرخه مواد به عنوان یک فرآیند تکرار شونده از تبدیل و حرکت مواد در طبیعت درک می شود که ماهیت چرخه ای کم و بیش مشخصی دارد. همه موجودات زنده در چرخه مواد شرکت می کنند و برخی از مواد را از محیط خارجی جذب می کنند و برخی دیگر را در آن رها می کنند. بنابراین گیاهان دی اکسید کربن، آب و نمک های معدنی را از محیط بیرونی مصرف می کنند و اکسیژن را در آن آزاد می کنند. حیوانات اکسیژن آزاد شده توسط گیاهان را استنشاق می کنند و با خوردن آنها، مواد آلی سنتز شده از آب و دی اکسید کربن را جذب می کنند و دی اکسید کربن، آب و مواد را از قسمت هضم نشده غذا آزاد می کنند. هنگامی که باکتری ها و قارچ ها گیاهان و حیوانات مرده را تجزیه می کنند، مقادیر بیشتری دی اکسید کربن تشکیل می شود و مواد آلی به مواد معدنی تبدیل می شوند که وارد خاک شده و دوباره توسط گیاهان جذب می شوند. گردش مداوم عناصر شیمیایی در بیوسفر در طول مسیرهای کم و بیش بسته را چرخه بیوژئوشیمیایی می نامند. نیاز به چنین گردشی با عرضه محدود آنها در این سیاره توضیح داده می شود. برای اطمینان از بی نهایت بودن حیات، عناصر شیمیایی باید در یک دایره حرکت کنند. چرخه مواد در مشارکت مکرر مواد در فرآیندهایی که در جو، هیدروسفر، لیتوسفر رخ می دهد، از جمله لایه هایی که بیوسفر را تشکیل می دهند، آشکار می شود. دو چرخه اصلی مواد وجود دارد: بزرگ (زمین شناسی) و کوچک (بیولوژیکی یا زیستی). که کل سیاره را می پوشاند. چرخه زمین شناسی (بزرگ). - این مبادله مواد بین خشکی و اقیانوس جهانی است. اول، گردش جهانی آب رخ می دهد، یعنی. ابتدا بارش، سپس رواناب سطحی و زیرزمینی، نفوذ، تبخیر و در نهایت تراکم، سپس بارندگی مجدد چرخه آب تقریباً یک سوم انرژی خورشیدی را مصرف می کند که به زمین می رسد چرخه بزرگ مواد بسته نمی شود: مقدار معینی از مواد از آن خارج می شود. چرخه و در سنگ های رسوبی به شکل سنگ آهک، ذغال سنگ نارس، نفت و سایر سنگ ها و مواد معدنی حفظ می شود. اما هنوز هم از نظر ساختاری و عملکردی تفاوت قابل توجهی دارند چرخه بیولوژیکی این ویژگی های مشخصه زیر را در مقایسه با زمین شناسی دارد: عمل آن به طور معمول در داخل بیوژئوسنوز رخ می دهد، در حالی که زمین شناسی در سرزمین های بزرگ - قاره ها و بخش های مجاور اقیانوس رخ می دهد.
عامل اصلی و نیروی محرکه چرخه بیولوژیکی الگوهای تغذیه متفاوت تولیدکنندگان، مصرف کنندگان و تجزیه کننده ها است و چرخه زمین شناسی چرخه آب بین اقیانوس و خشکی است. چرخه کوچک فقط شامل عناصر بیوژنیک است، در حالی که چرخه بزرگ شامل تمام عناصر شیمیایی موجود در پوسته زمین است.
مدت چرخه عناصر شیمیایی در چرخه زیستی کوتاه مدت (یک سال، چند سال، ده ها و صدها سال) و مدت چرخه در چرخه زمین شناسی ده ها و حتی صدها هزار سنگ است. چرخه مواد، مانند تمام فرآیندهایی که در طبیعت اتفاق می‌افتند، نیازمند یک جریان دائمی انرژی است. اساس چرخه بیوژنیک که وجود حیات را تضمین می کند، انرژی خورشیدی است. انرژی محدود شده در مواد آلی در مراحل زنجیره غذایی کاهش می یابد، زیرا بیشتر آن به صورت گرما وارد محیط می شود یا صرف فرآیندهایی می شود که در موجودات رخ می دهد، بنابراین جریانی از انرژی و تبدیل آن در بیوسفر مشاهده می شود. . بنابراین، زیست کره تنها در صورتی می تواند پایدار باشد که یک چرخه ثابت از مواد و هجوم انرژی خورشیدی وجود داشته باشد.
مواد زیست کره
V.I. Vernadsky هنگام توسعه دکترین بیوسفر، توجه زیادی به نقش ژئوشیمیایی سیاره ای ماده زنده که زیست کره را تشکیل می دهد، نشان داد. همانطور که قبلاً اشاره کردیم ، V.I. Vernadsky معتقد بود که ماده زیست کره از چندین بخش طبیعی ناهمگن تشکیل شده است. ماده زنده - کل مجموعه اجسام موجودات زنده ساکن زمین بدون توجه به وابستگی سیستماتیک آنها از نظر فیزیکی و شیمیایی متحد هستند. جرم ماده زنده نسبتاً کوچک است و حدود 2.4...3.6 1012 تن (به وزن خشک) تخمین زده می شود و کمتر از یک میلیونم کل بیوسفر (تقریباً 31018 تن) را تشکیل می دهد که به نوبه خود نشان دهنده کمتر از یک هزارم جرم زمین اما این "یکی از قدرتمندترین نیروهای ژئوشیمیایی در سیاره ما" است، زیرا موجودات زنده فقط در پوسته زمین ساکن نیستند، بلکه ظاهر زمین را تغییر می دهند. موجودات زنده در سطح زمین بسیار ناهموار زندگی می کنند. توزیع آنها به عرض جغرافیایی بستگی دارد.
ماده مغذی - ماده ای که توسط یک موجود زنده ایجاد و پردازش می شود. در طول تکامل ارگانیک، موجودات زنده از اندام‌ها، بافت‌ها، سلول‌ها و خون خود هزاران بار در بیشتر جو، کل حجم اقیانوس‌های جهان و توده عظیمی از مواد معدنی عبور کردند. این نقش زمین شناسی ماده زنده را می توان از ذخایر زغال سنگ، نفت، سنگ های کربناته و غیره تصور کرد.
ماده بی اثر - محصولاتی که بدون مشارکت موجودات زنده تشکیل شده اند.
ماده بیوانرت - ماده ای که به طور همزمان توسط موجودات زنده و فرآیندهای بی اثر ایجاد می شود و نشان دهنده سیستم های تعادل پویا هر دو است. اینها خاک، سیلت، پوسته هوازدگی و غیره هستند. موجودات زنده در آنها نقش اصلی را دارند.
ماده ای که در حال تجزیه رادیواکتیو است.
اتم های پراکنده ، به طور مداوم از انواع مواد زمینی تحت تأثیر تشعشعات کیهانی ایجاد می شود.
ماده ای که منشأ کیهانی دارد .
معرفی
جانشینی
1 انواع جانشینی
2 مکانیسم عمل جانشینی
3 فرآیند جانشین پروری
تغییر اکوسیستم ها
1 تغییر اکوسیستم ها تحت تأثیر فعالیت حیاتی موجودات
2 تغییر اکوسیستم ها تحت تأثیر فعالیت های انسانی
3 تغییر اکوسیستم ها تحت تأثیر عوامل غیر زنده
نمونه هایی از جانشینی اکوسیستم
نتیجه
کتابشناسی - فهرست کتب
معرفی
جانشینی اکولوژیکی فرآیند تغییر تدریجی در ترکیب، ساختار و عملکرد اکوسیستم ها تحت تأثیر عوامل خارجی یا داخلی است.
بازگرداندن تعادل به هم خورده توسط اکوسیستم مراحل کاملاً مشخصی را طی می کند.
یک اکوسیستم را می توان به طرق مختلف از حالت تعادل خارج کرد. این معمولاً به دلیل آتش سوزی، سیل یا خشکسالی اتفاق می افتد. پس از چنین عدم تعادل، اکوسیستم جدید خود را احیا می کند و این روند منظم است و در موقعیت های مختلف تکرار می شود. در یک اکوسیستم آشفته چه اتفاقی می افتد؟ در محل اختلال، گونه های خاص و کل اکوسیستم به گونه ای رشد می کنند که ترتیب ظهور این گونه ها برای اختلالات مشابه و زیستگاه های مشابه یکسان است. این جایگزینی متوالی برخی از گونه‌ها توسط گونه‌های دیگر، جوهره جانشینی اکولوژیکی است.
با این حال، مدل دیگری وجود دارد که مکانیسم جانشینی را به شرح زیر توضیح می دهد: گونه های هر جامعه قبلی تنها با رقابت مداوم، مهار و "مقاومت" در برابر معرفی گونه های بعدی جابجا می شوند.
با این حال، این نظریه تنها روابط رقابتی بین گونه‌ها را در نظر می‌گیرد، بدون اینکه تصویر کلی اکوسیستم را به عنوان یک کل توصیف کند. البته، چنین فرآیندهایی در حال انجام است، اما جابجایی رقابتی گونه های قبلی دقیقاً به این دلیل امکان پذیر است که بیوتوپ را تغییر می دهند.
بنابراین، هر دو مدل جنبه‌های مختلف فرآیند را توصیف می‌کنند و در یک زمان معتبر هستند. همانطور که در امتداد سری جانشینی حرکت می کنیم، دخالت فزاینده ای از مواد مغذی در چرخه اکوسیستم ها وجود دارد؛ بسته شدن نسبی جریان مواد مغذی مانند نیتروژن و کلسیم (یکی از متحرک ترین مواد مغذی) در اکوسیستم امکان پذیر است.
1. جانشینی
1.1انواع جانشینی هر اکوسیستمی که با تغییرات محیط خارجی سازگار شود، در حالت پویایی است. این پویایی می تواند هر دو بخش جداگانه اکوسیستم ها (جانداران، جمعیت ها، گروه های تغذیه ای) و سیستم را به عنوان یک کل مربوط کند. در این مورد، پویایی را می توان از یک سو با سازگاری با عواملی که خارج از اکوسیستم هستند و از سوی دیگر با عواملی که توسط خود اکوسیستم ایجاد و تغییر می کند مرتبط دانست. این تغییرات در برخی موارد می تواند تا حدی تکرار شود، اما در برخی دیگر یک طرفه، پیش رونده و تعیین کننده توسعه اکوسیستم در جهت خاصی است. جانشینی اولیه اولیه معمولاً به جانشینی اشاره دارد که توسعه آن بر روی یک بستر اولیه بی‌جان آغاز می‌شود. اجازه دهید سیر جانشینی اولیه را با استفاده از مثال اکوسیستم های زمینی در نظر بگیریم. اگر مناطقی از سطح زمین را در نظر بگیریم، به عنوان مثال، چاله های شنی متروک، در مناطق مختلف جغرافیایی (در جنگل، مناطق استپی یا در میان جنگل های گرمسیری و غیره)، آنگاه همه این اشیاء با الگوهایی مانند: · استعمار توسط موجودات زنده · افزایش تنوع گونه ای آنها · غنی سازی تدریجی خاک با مواد آلی · افزایش باروری آنها · تقویت ارتباطات بین گونه های مختلف یا گروه های تغذیه ای از موجودات · کاهش تعداد سوله های زیست محیطی رایگان · شکل گیری تدریجی بیوسنوزها و اکوسیستم های پیچیده تر · افزایش بهره وری آنها گونه های کوچکتر ارگانیسم ها، به ویژه گیاهان، معمولاً با گونه های بزرگتر جایگزین می شوند، فرآیندهای گردش مواد تشدید می شود و غیره. در هر مورد، می توان مراحل متوالی جانشینی را تشخیص داد که منظور ما از جایگزینی برخی از اکوسیستم ها با برخی دیگر است و سری جانشینی با اکوسیستم های تغییر نسبتاً کمی به پایان می رسد. آنها اوج (به یونانی climax - نردبان)، رادیکال یا گره نامیده می شوند جانشینی اولیه در چند مرحله رخ می دهد. به عنوان مثال، در یک منطقه جنگلی: بستر خشک بی جان - گلسنگ ها - خزه ها - گیاهان یک ساله - غلات و علف های چند ساله - درختچه ها - درختان نسل 1 - درختان نسل 2. در منطقه استپ، جانشینی در مرحله چمن و غیره به پایان می رسد. توالی ثانویه اصطلاح "جانشینی ثانویه" به جوامعی اطلاق می شود که به جای جامعه ای که قبلاً وجود داشت توسعه می یابند. در مکان هایی که فعالیت اقتصادی انسان در روابط بین موجودات تداخلی ایجاد نمی کند، یک جامعه اوج ایجاد می شود که می تواند برای مدت نامحدودی وجود داشته باشد - تا زمانی که هرگونه تأثیر خارجی (شخم زدن، قطع درختان، آتش، فوران آتشفشانی، سیل) ساختار طبیعی آن را مختل کند. اگر جامعه ای از بین برود، جانشینی در آن آغاز می شود - روندی آهسته برای بازگرداندن حالت اولیه آن. نمونه هایی از توالی ثانویه: رشد بیش از حد یک مزرعه متروک، علفزار، منطقه سوخته یا پاکسازی. جانشینی ثانویه چندین دهه طول می کشد. با ظهور گیاهان علفی یک ساله در منطقه پاک شده از خاک شروع می شود. اینها علفهای هرز معمولی هستند: قاصدک، خار خار، کلتفوت و دیگران. مزیت آنها این است که به سرعت رشد می کنند و دانه هایی تولید می کنند که برای پراکندگی در فواصل طولانی توسط باد یا حیوانات سازگار است. با این حال، پس از دو یا سه سال، آنها توسط رقبا جایگزین می شوند - علف های چند ساله، و سپس بوته ها و درختان، در درجه اول آسپن. این سنگ ها زمین را سایه می اندازند و سیستم ریشه ای گسترده آنها تمام رطوبت را از خاک می گیرد، به طوری که نهال گونه هایی که برای اولین بار به مزرعه برخورد کرده اند برای رشد مشکل پیدا می کنند. با این حال، جانشینی به همین جا ختم نمی شود. یک درخت کاج در پشت آسپن ظاهر می شود. و آخرین آنها گونه های کم رشد مقاوم در برابر سایه هستند، مانند صنوبر یا بلوط. صد سال بعد جامعه ای که قبل از جنگل کاری و شخم زدن زمین در محل مزرعه بود در این سایت بازسازی می شود. معاونت. گونه‌های پیشگامی که در یک اکوسیستم جدید ظاهر می‌شوند، استعمار دیگر گونه‌ها را آسان‌تر می‌کنند. به عنوان مثال، پس از عقب نشینی یخچال، اولین گلسنگ ها و برخی از گیاهان با ریشه کم عمق ظاهر می شوند، یعنی گونه هایی که می توانند در خاک بایر و فقیر از مواد مغذی زنده بمانند. با مرگ این گیاهان، لایه ای از خاک ایجاد می شود که به گونه های متوالی دیررس اجازه می دهد تا ریشه بدهند. به همین ترتیب، درختان متوالی اولیه، سایه و پناهگاهی برای رشد درختان متوالی دیررس فراهم می کنند. مهار. گاهی اوقات گونه های پیشگام شرایطی را ایجاد می کنند که ظهور گیاهان بعدی را پیچیده یا حتی غیرممکن می کند. هنگامی که سطوح جدید در نزدیکی اقیانوس ظاهر می شوند (مثلاً در نتیجه ساخت پایه های بتنی یا موج شکن)، آنها به سرعت با گونه های پیشگام جلبک ها رشد می کنند و سایر گونه های گیاهی به سادگی از بین می روند. این جابجایی بسیار آسان اتفاق می افتد، زیرا گونه های پیشگام بسیار سریع تولید مثل می کنند و به زودی تمام سطوح موجود را می پوشانند و جایی برای گونه های بعدی باقی نمی گذارند. نمونه ای از مهار فعال، ظهور علف تلخ است، یک گیاه آسیایی که در سراسر غرب آمریکا گسترش یافته است. گورچاک به طور قابل توجهی خاکی را که در آن رشد می کند قلیایی می کند و آن را برای بسیاری از گیاهان وحشی نامناسب می کند. همزیستی. در نهایت، گونه‌های پیشگام ممکن است هیچ تأثیری بر گیاهان بعدی نداشته باشند - نه مفید و نه مضر. به طور خاص، این اتفاق می افتد اگر گونه های مختلف از منابع مختلف استفاده کنند و مستقل از یکدیگر رشد کنند (به استفاده از منابع متفاوت مراجعه کنید). 1.3روند جانشینی. روند جانشینی، طبق گفته F. Clements، شامل چندین مرحله است: ) پیدایش منطقه ای غیر اشغال شده توسط زندگی. ) مهاجرت موجودات مختلف یا عناصر اولیه آنها به آن. ) استقرار آنها در این منطقه؛ ) رقابت آنها با یکدیگر و جابجایی گونه های خاص. ) تبدیل زیستگاه ها توسط موجودات زنده، تثبیت تدریجی شرایط و روابط. در حال حاضر، تقریباً تمام سطح زمین قابل دسترس برای زندگی توسط جوامع مختلف اشغال شده است و بنابراین پیدایش مناطق عاری از موجودات زنده ماهیتی محلی دارد. اینها یا مکان هایی هستند که در نتیجه عقب نشینی یخچال ها، عقب نشینی لبه آب در مخازن، رانش زمین، فرسایش و غیره خالی شده اند، یا در نتیجه فعالیت های انسانی به وجود آمده اند، به عنوان مثال، حذف توده های بزرگ سنگ های عمیق در طول توسعه منابع معدنی به بالا. ورود هاگ ها، دانه های گیاهی و نفوذ حیوانات به منطقه خالی عمدتاً تصادفی است و به گونه های موجود در بیوتوپ های اطراف بستگی دارد. از بین گونه هایی که خود را در زیستگاه جدیدی می یابند، فقط آنهایی ریشه می گیرند که ظرفیت اکولوژیکی آنها با مجموعه معینی از شرایط غیرزیستی مطابقت دارد. گونه های تثبیت شده به تدریج کل بیوتوپ جدید را اشغال می کنند و وارد رقابت با یکدیگر می شوند. در نتیجه، بازسازی ترکیب گونه ها و روابط کمی اشکال مختلف رخ می دهد. به موازات آن، فرآیند تبدیل خود زیستگاه تحت تأثیر جامعه در حال توسعه وجود دارد. این فرآیند با تشکیل یک سیستم کم و بیش پایدار با نوع متعادل چرخه بیولوژیکی به پایان می رسد. جانشینی هر مقیاس و رتبه ای با تعدادی الگوی کلی مشخص می شود که بسیاری از آنها برای فعالیت عملی انسان بسیار مهم هستند. ارگانیسم اکوسیستم جانشینی غیر زنده 2. تغییر اکوسیستم ها دلایل تغییر اکوسیستم با مشاهده همان بیوژئوسنوز، می توانید ببینید که چگونه ظاهر آن به طور قابل توجهی در طول سال تغییر می کند. استپ سوخته در پایان تابستان مانند همان استپ در بهار نیست، رنگارنگ با لاله های شکوفه، زنبق، پامچال و کروکوس. جنگل زمستانی که کلاه برفی به تن دارد، با جنگل پاییزی کاملاً متفاوت است که با رنگ های نارنجی، زرد و زرشکی رنگ آمیزی شده است. ظاهر چمنزار با شکوفه دادن علف های مختلف در بهار و تابستان روی آن تغییر می کند. در عین حال، علاوه بر تغییرات فصلی، تغییرات طولانی مدت نیز در اکوسیستم ها رخ می دهد. علیرغم این واقعیت که یک اکوسیستم یک سیستم پایدار و خودتنظیم است، با توسعه مشخص می شود. توسعه هر سیستم به عنوان یک تغییر کیفی برگشت ناپذیر درک می شود که معمولاً با تغییرات کمی همراه است. بنابراین، در فرآیند توسعه اکوسیستم، جوامع ساده در آن با جوامع پیچیده تر، با ترکیب گونه ای غنی، با ساختارهای فضایی و تغذیه ای پیچیده جایگزین می شوند. یعنی توسعه یک اکوسیستم مبتنی بر تغییر جوامع (گیاهی، حیوانی، قارچی، میکروبیولوژیکی) است که بخشی از بیوسنوز یک اکوسیستم معین است. تغییرات در جوامع طبیعی می تواند تحت تأثیر عوامل زیستی و انسان رخ دهد. 1 تغییر اکوسیستم ها تحت تأثیر فعالیت حیاتی موجودات تغییر جوامع تحت تأثیر فعالیت حیاتی موجودات صدها و هزاران سال طول می کشد. گیاهان نقش اصلی را در این فرآیندها ایفا می کنند. نمونه ای از تغییر در جامعه تحت تأثیر فعالیت حیاتی موجودات، روند رشد بیش از حد آب است. بیشتر دریاچه ها به تدریج کم عمق می شوند و اندازه آنها کاهش می یابد. با گذشت زمان، بقایای گیاهان و جانوران آبزی و ساحلی، و همچنین ذرات خاک شسته شده از دامنه ها، در کف مخزن جمع می شوند. به تدریج، یک لایه ضخیم از سیلت در پایین تشکیل می شود. با کم عمق شدن دریاچه، سواحل آن پر از نیزار و نیزار و سپس پر از گل می شود. بقایای آلی حتی سریعتر انباشته می شوند و رسوبات ذغال سنگ نارس را تشکیل می دهند. بسیاری از گیاهان و جانوران با گونه هایی جایگزین می شوند که نمایندگان آنها بیشتر با زندگی در شرایط جدید سازگار هستند. با گذشت زمان، یک جامعه متفاوت به جای دریاچه شکل می گیرد - یک باتلاق. اما تغییر جوامع به همین جا ختم نمی شود. درختچه ها و درختانی که نسبت به خاک بی تکلف هستند ممکن است در باتلاق ظاهر شوند و در نهایت جنگل جایگزین باتلاق شود. بنابراین، تغییر در جوامع رخ می دهد، زیرا در نتیجه تغییر در ترکیب گونه ای جوامع گیاهی، جانوری، قارچی و میکروارگانیسمی، زیستگاه به تدریج تغییر می کند و شرایط مساعد برای زیستگاه سایر گونه ها ایجاد می شود. اشاره شده است که روند تغییر جوامع به مرحله یک جامعه بالغ ختم می شود: با ترکیب گونه ای غنی، شبکه های غذایی منشعب، و توانایی خود تنظیمی. در نتیجه، یک اکوسیستم پایدار شکل می گیرد - اکوسیستمی که در تعادل نسبی با محیط است. 2 تغییر اکوسیستم ها تحت تأثیر فعالیت های انسانی تغییر جوامع تحت تأثیر فعالیت های انسانی. اگر تغییر جوامع تحت تأثیر فعالیت زندگی خود موجودات یک فرآیند تدریجی و طولانی است که دوره‌ای از ده‌ها، صدها و حتی هزاران سال را در بر می‌گیرد، در این صورت تغییر جوامع (بنای تغییر اکوسیستم‌ها) ناشی از انسان است. فعالیت به سرعت و در طی چندین سال رخ می دهد. توسعه سریع (اسپاسم) اکوسیستم ها اغلب با کاهش تنوع گونه ای آنها و کندی در فرآیندهای خودتنظیمی و پایداری همراه است. در نتیجه، در چنین اکوسیستم هایی جوامعی از نوع ساده شده با ساختار گونه ای ضعیف تشکیل می شود. به عنوان مثال، مردم استپ‌های علفزار مخلوط را به زمین‌های قابل کشت تبدیل می‌کنند و علف‌زارهای دشت سیلابی مملو از مخازن هستند. بنابراین، شخم زدن زمین های بکر در نیمه دوم قرن بیستم منجر به نابودی اکوسیستم های استپی طبیعی در قزاقستان و جنوب روسیه شد. در نتیجه بسیاری از گونه های حشرات، پستانداران و انواع علف ها ناپدید شدند. جنگل های حومه شهر به دلیل تعداد زیادی از مردم که از آنها بازدید می کنند تحت فشار زیادی قرار دارند. در اثر زیر پا گذاشتن علف، اندام های زمینی گیاهان آسیب می بینند، خاک فشرده می شود و زیر درختان آسیب می بینند. در نتیجه جنگل نازک و سبک می شود. علف های سایه دوست و مقاوم در برابر سایه با علف های نور دوست جایگزین می شوند که مشخصه اکوسیستم های علفزار است. چرای بیش از حد دام باعث تغییر اکوسیستم علفزار و استپی می شود: آن دسته از علف هایی که توسط حیوانات خورده نمی شوند (افسنتین، خار مریم) به طور گسترده توزیع می شوند و فراوانی دانه های علوفه کاهش می یابد. بسیاری از گیاهان زمان شکوفه دادن و تولید دانه را ندارند. در نتیجه، تنوع گونه ای اکوسیستم کاهش می یابد، ساختار و شبکه های غذایی آن ساده می شود. مخازن نیز تأثیرات انسانی را تجربه می کنند. اگر فاضلاب، کودهای حاصل از مزارع یا زباله های خانگی وارد آنها شود، اکسیژن محلول در آب صرف اکسیداسیون آنها می شود. در نتیجه، تنوع گونه ها کاهش می یابد، گیاهان مختلف آبزی (سالوینیا شناور، گره دوزیستان) با علف اردک جایگزین می شوند، جلبک ها با جلبک های سبز آبی جایگزین می شوند و "شکوفه های آب" رخ می دهد. ماهی های تجاری با ارزش جایگزین ماهی های کم ارزش می شوند، صدف ها و بسیاری از گونه های حشرات در حال از بین رفتن هستند. یک اکوسیستم آبی غنی به اکوسیستم یک مخزن در حال پوسیدگی تبدیل می شود. موارد زیادی وجود دارد که انسان ها ساختار گونه ای یک اکوسیستم را در نتیجه ورود گونه های جدید به آن مختل کرده اند. بنابراین، در آغاز قرن نوزدهم. کاکتوس گلابی خاردار برای ایجاد حصارهای خاردار در مراتع از آمریکا به استرالیا آورده شد. آنقدر زیاد شد که ظاهر بسیاری از جوامع را شکل داد و گونه های گیاهی آشنا را جابجا کرد و منجر به تغییر در تعدادی از اکوسیستم ها شد. تا اواسط قرن بیستم. استرالیا می توانست به قاره ای از بیشه های خاردار پیوسته تبدیل شود، اما این اتفاق به لطف پروانه پروانه کاکتوس که به سرزمین اصلی آورده شد و کرم های آن گلابی خاردار می خورند، رخ نداد. پس از تنظیم جمعیت کاکتوس با کمک کرم ها، اکوسیستم های آشفته به تدریج بهبود یافتند. اگر تأثیر انسانی که باعث تغییر در جوامع شده است متوقف شود، به عنوان یک قاعده، روند طبیعی خود درمانی اکوسیستم آغاز می شود. گیاهان همچنان نقش اصلی را در آن ایفا می کنند. بدین ترتیب پس از قطع چرا، علف های بلند در مراتع ظاهر می شوند، گیاهان معمولی جنگلی در جنگل ظاهر می شوند، دریاچه از سلطه جلبک های تک سلولی و سبز آبی پاک می شود و ماهی ها، نرم تنان و سخت پوستان دوباره در آن ظاهر می شوند. اگر گونه‌ها و ساختار تغذیه‌ای اکوسیستم آنقدر ساده‌سازی شود که دیگر فرآیند خوددرمانی آن امکان‌پذیر نباشد، انسان دوباره مجبور است در این جامعه طبیعی مداخله کند، اما اکنون برای اهداف خوب: علف در مراتع کاشته می‌شود. درختان جدیدی در جنگل کاشته می شوند، آب انبارها تمیز و آبیاری می شوند، ماهی های جوان در آنجا هستند. یک تجربه جالب در قلمرو استاوروپل استفاده می شود: یونجه به مراتع از قبل غیرمولد آورده می شود و آن را روی سطح پراکنده می کند. یونجه حاوی دانه های کل مجموعه گونه های گیاهی در اکوسیستم استپ است. پس از سه تا چهار سال این منطقه به استپ طبیعی نزدیک می شود. اکوسیستم تنها با اختلالات جزئی قادر به خوددرمانی است. بنابراین، تأثیر فعالیت اقتصادی انسان نباید از آستانه ای فراتر رود که پس از آن اکوسیستم نمی تواند فرآیندهای خود تنظیمی را انجام دهد. برای انجام این کار، تأثیر انسان بر اکوسیستم ها عادی می شود: آنها تعیین می کنند که در هر هکتار مرتع چه تعداد دام می تواند نگهداری شود، چه تعداد از گردشگران می توانند از یک پارک جنگلی حومه بازدید کنند، و مقدار کل فاضلاب را با آنچه خود اکوسیستم آبی می تواند مقایسه کند. خنثی نمودن. 3 تغییر اکوسیستم ها تحت تأثیر عوامل غیر زنده تغییر اکوسیستم ها تحت تأثیر عوامل غیر زنده. توسعه و تغییر اکوسیستم ها تا حد زیادی تحت تأثیر تغییرات آب و هوایی ناگهانی، نوسانات در فعالیت های خورشیدی، فرآیندهای کوه سازی و فوران های آتشفشانی بوده و هستند. این عوامل غیر زنده نامیده می شوند - عوامل طبیعت بی جان. آنها ثبات زیستگاه موجودات زنده را مختل می کنند. بیایید نمونه هایی از تغییرات اکوسیستم تحت تأثیر تغییرات آب و هوا را بررسی کنیم. در تاریخ توسعه حیات روی زمین، آب و هوا چندین بار تغییر کرده است. در دوره‌های گرم، زمانی که مقدار زیادی بارندگی وجود داشت، اکوسیستم‌ها تحت سلطه گونه‌هایی بودند که نیازهای بیشتری به گرما و رطوبت داشتند. جنگل های بارانی استوایی در سراسر سیاره پخش شده اند. بالا آمدن قابل توجه زمین در نتیجه فرآیندهای تکتونیکی منجر به توسعه آب و هوای خشک شد. در نتیجه، تغییری در اکوسیستم ها در بخش بزرگی از زمین رخ داد: جنگل ها با ساوانا، استپ ها و بیابان ها به وجود آمدند. اکوسیستم‌های جدید با مجموعه‌ای متفاوت از گونه‌ها مشخص می‌شدند و گونه‌ها، ساختار فضایی و تغذیه‌ای متفاوتی داشتند.
نتیجه اکوسیستم ها پویا هستند، آنها دائماً مطابق با ریتم های روزانه و فصلی تغییرات عوامل غیرزیست، با نوسانات در رژیم های بارش و دما در سال های مختلف، تحت تأثیر فعالیت حیوانات یا مرگ گیاهان بزرگ تغییر می کنند. همه این تغییرات برگشت پذیر هستند و هر حالتی از اکوسیستم که در طول چنین تغییراتی قابل مشاهده باشد دیر یا زود تکرار خواهد شد. اکوسیستم ها نیز پس از آشفتگی، زمانی که در نتیجه آتش سوزی، جنگل زدایی، شخم زدن استپ و غیره رخ می دهد، "به خودی خود" بهبود می یابند. کل اکوسیستم یا بخش قابل توجهی از گونه های آن از بین می رود. در یک آتش سوزی یا پاکسازی، یک جنگل به تدریج رشد می کند، در یک زمین زراعی متروک استپ بازسازی می شود و غیره. با این حال، اگر مناطق نزدیکی وجود نداشته باشند که اکوسیستم احیا شده از آنجا توسط گونه‌های گیاهی و جانوری پر شود، روند بازسازی می‌تواند زمان زیادی طول بکشد. در هر اکوسیستم چندین نوع تغییر برگشت پذیر و غیر قابل برگشت به طور همزمان رخ می دهد. بنابراین، مطالعه دینامیک آنها می تواند بسیار دشوار باشد. کتابشناسی - فهرست کتب 1.Smirnova O.V.، Toropova N.A. جانشینی و اوج به عنوان یک فرآیند اکوسیستم // پیشرفت های مدرن. زیست شناسی ت 128. - 2008، شماره 2.- ص 129-144. 2.Akimova T.V. بوم شناسی. انسان-اقتصاد-زیست-محیط: کتاب درسی برای دانشجویان دانشگاه / T.A. Akimova, V.V. Haskin; ویرایش دوم، تجدید نظر شده. و اضافی - M.: Unity, 2009. - 556 p. پیشنهاد وزارت آموزش و پرورش RF به عنوان یک کتاب درسی برای دانشجویان. .Odum Yu. Ecology vol. 1.2. جهان، 2006. 4. اکولوژی عمومی. Lazutkina Yu.S.، Somin V.A. (AltSTU؛ 2007، 134 ص.) Khandogina E.K.، Gerasimova N.A.، Khandogina A.V.. مبانی اکولوژیکی مدیریت محیطی، M.، "Forum"، 2007.
با این حال، علاوه بر تغییرات چرخه ای (دایره ای)، تغییرات برگشت ناپذیری در اکوسیستم ها رخ می دهد که طی آن ترکیب گونه ها و (یا) بهره وری و زیست توده آن تغییر می کند. چنین تغییراتی را توالی اکولوژیکی می نامند. جانشینی اکوسیستم ها نیز بسیار متنوع است و تحت تأثیر فعالیت حیاتی موجودات زنده آنها (به عنوان مثال، زمانی که سنگ ها یا دریاچه ها بیش از حد رشد می کنند) یا تحت تأثیر عوامل خارجی که معمولاً با فعالیت های انسانی (چریدن، پایمال کردن، ورود) مرتبط است، رخ می دهد. رواناب غنی از مواد مغذی به یک مخزن، و غیره).
اگر تأثیر عامل خارجی متوقف شود (دام‌های اضافی مرتع را ترک می‌کنند، بخش‌های جدیدی از آلاینده‌ها وارد مخزن نمی‌شوند، جنگل‌های حومه‌ای محوطه‌سازی می‌شوند و مسافران در مسیرهای ویژه قدم می‌زنند)، آنگاه توالی ناشی از این عامل متوقف می‌شود. و سپس جانشینی ترمیمی دیگری به جای آن آغاز خواهد شد. علاوه بر این، این فرآیند به خودی خود ادامه خواهد داد، تقریباً به همان روشی که توالی سنگ های در حال رشد بیش از حد رشد می کنند. چمن در مرتع احیا می شود، آب موجود در مخزن پاکسازی می شود و جلبک های سبز و دیاتومی دوباره جایگزین سیانوباکترها می شوند، ترکیب گیاهان ماکروفیت، ماهی ها، دوزیستان و غیره احیا می شود.
