Сравнение первичной и вторичной сукцессии

Что такое сукцессия: сущность, виды 

Такой вид изменений в природе провоцируется преобразованиями в природе и воздействием деятельности человека. Все экологические системы создают условия для функционирования будущей экосистемы после собственного вымирания. Данный процесс является обыденным для природы — его не остановить, он происходит из-за того, что много энергии сосредотачивается в экологической системе, происходят трансформации в климатических условиях и биотопе. 

Смысл процесса сукцессии в природе 

По своей сути сукцессия является процессом улучшения экологической системы, причем пошагового улучшения. Самые заметные примеры сукцессии можно найти в растительном мире. Так, эти изменения происходят в области перемены растительного состава экологической системы, замены одних растений-доминант на других. Весь процесс изменения в экосистеме можно поделить на два типа: 

• первичная; 
• вторичная. 

На этапе первичных изменений в экосистеме появляются предпосылки трансформации, потому что она появляется на участках природы, в которых жизни нет. В современном мире почти весь объем территорий Земли принадлежит каким-то экологическим сообществам. Из-за этого появление мест, где нет ни одного живого существа, является редким и локальным явлением. Яркими примерами первичной сукцессии могут быть появление природных сообществ на скальных поверхностях или появление новых живых существ на территориях пустыни. В современном мире первичную сукцессию практически не встретишь, но можно с точностью сказать, что все, что мы сейчас видим на планете, было сформировано первичной сукцессией. 

Типология сукцессий

Процессы изменения природных сообществ можно классифицировать по таким признакам, как: 

1. Быстрота изменений. Выделяются быстрые и медленные сукцессии. 
2. Способность возвращаться в исходное состояние. Выделяются необратимые и обратимые. 
3. Устойчивость. Выделяются нестабильные и постоянные. 
4. По типу преобразования многообразия видов в системе, продуктивности системы. Выделяют регрессивные и прогрессивные. 
5. Происхождение. Выделяют созданные природой и те, что создал человек. 

Сукцессии могут быть сгруппированы, согласно особенностям процессов, которые в них происходят. В данном случае ученые подразделяют сукцессию на экзогенную и эндогенную. Эндогенная — та, которая изменяется под воздействием активности членов сообщества. Из-за этой активности создается дисбаланс системы. Получается, что в эндогенной системе изменения происходят из-за внутренних причин. Экзогенная — та, которая изменяется под воздействием внешних факторов. 

Получается, что экологическая сукцессия — процесс в природе, который подчиняется определенным законам. Он обозначает последовательное изменение одного биоценоза в другой в рамках одного промежутка времени. Она делится на первичную сукцессию (закладываются основы изменений) и вторичную. 

Первичная сукцессия

Развитие данного типа изменения в природе начинается на местах, где нет ничего. Получается, что на абсолютно безжизненных участках земли. К подобным территориям, где может начать развиваться первичная сукцессия относятся: 

• скалы; 
• дюны песка; 
• вулканическая порода; 
• лава и т.д. 

Кажется, что заселить подобные пространства невозможно, однако с течением времени экологическая эволюция происходит и в подобных местах. Основными действующими лицами на данном этапе сукцессии являются самые простые организмы, которые не обладают развитой структурой. Они способны жить в самых непригодных для жизни условиях — на камнях, в песке и т.д. Постепенно, эволюционируя, посредством вымирания и смены видов простейшие организмы формируют слой почвы, а также материалы разложения. Все это формирует среду, из которой можно будет питаться, для будущего биотопа. 

Упрощенный вариант работы первичного изменения экологической системы можно увидеть в южной тайге. Изначально на участке, который абсолютно не заселен живыми организмами, формируются цианобактерии и простые лишайники. Через какое-то время они умирают, создавая, таким образом, слой почвы. На этом первичном слое начинают расти папоротники, какие-то мхи. Именно они служат средством укрепления среды для питания организмов. Постепенно формируется база, на которой уже создаются травы, деревья и кустарники. В то же время происходит постоянное развитие и биологического разнообразия. Данный процесс не быстрый — он длится от ста лет и более. 

Вторичная сукцессия: возникновение процесса

Данный тип изменений в природных сообществах называется восстановительным, потому что он начинает собственное развитие на местах, где раньше уже существовал биоценоз. Только этот биоценоз был разрушен из-за каких причин. Может быть, из-за крупного пожара в лесу, процесса осушения болот, урагана и т.д. 

Представим небольшую схему изменения биоценоза растений после этапа вторичной сукцессии в Центральной России: изначально на участке земли, который был поврежден, появятся растения-однолетники такие, как одуванчики, осоты, мать-и-мачеха. На этом участке начнут расти все сорняки. Их рост будет крайне быстрым, а семена таких растений будет разносить ветер или животные на другие территории. Через пару лет — примерно 5 — однолетники вытесняются травами, которые растут несколько лет. Потом на этой территории появляются действительно большие представители мира растений вроде кустарников и деревьев, которые любят свет. Так, на участке появляются береза, сосна и т.д. После этого на территории появляются растения, которые могут жить и без большого количества света вроде еди, клена и липы. Получается, что так сформировалось стабильное экологическое сообщество и закончилась сукцессия. 

Одной из причин начала вторичной сукцессии может быть изменение в процессе круговорота веществ. К примеру, в это время на территории определенной экологической системы происходит накопление большого количества элементов биогенного типа из-за того, что консументы и редуценты не до конца перерабатывают останки живых организмов. Это позволяет сформировать хорошую среду для заселения новых живых организмов. Так, появляется большое количество длинных пищевых цепочек. Из-за этого формируются нужные условия для того, чтобы один вид заместил другой. 

Характерные черты первичной и вторичной сукцессии: сходное и различное 

Все этапы изменения природного сообщества происходят посредством самостоятельного развития экологической системы. Признаками саморазвития можно считать следующие факторы: 

• направленность в одну сторону — в рамках саморазвития можно только дальше развиваться; 
• рост количества многообразия видов; 
• создание большего количества пищевых цепочек; 
• рост использования первичных продуктов организма. 

Перемена этапов в рамках сукцессии происходит на основе конкретных законов и правил. В том числе, одно из них состоит в том, что преобразование природного сообщества всегда происходит в рамках возвращения баланса сил. Предыдущий этап сукцессии подготавливает базу для будущего этапа. Продолжительность всех этапов может быть разной. Одни этапы могут происходить очень быстро — за пару лет, а некоторые будут длиться 100 и более лет, потому что факторов воздействия в этом процессе действительно большое множество. К этим факторам относятся структура экосистемы, возраст сообществ, изменения в природе, воздействие человека на природу. 

Для того, чтобы лучше понимать, в чем же состоит разница между первичной и вторичной сукцессией, можно пользоваться данными, которые есть в таблице отличий и сходств: 

Основные момент процесса сукцессии

Длительность процесса сукцессии находится в зависимости от длительности функционирования живых организмов, которые принимают участие в восстановительном или формирующем процессе экологической системы. Продолжительность самая небольшая наблюдается в экологических системах, где доминантными растениями являются травы. Самая большая продолжительность наблюдается в лесу с дубами и хвоями. Основные законы сукцессионного процесса: 

1. На первом этапе формирования многообразие видов совершенно небольшое, а вот со временем количество видов только растет. 
2. По мере развития процесс взаимодействие между живыми существами растет. Появляется также симбиотические взаимодействия, цепи питания становятся сложнее. 
3. В момент, когда сукцессия закрепляется, количество свободных видов снижается. 
4. По мере развития становится сильнее и укореняется взаимодействие организмов в экологической системе. 

Превосходство уже созданного экологического сообщества над только начинающим формироваться состоит в том, что старое сообщество может легко бороться с отрицательными изменения вроде температурных изменений или изменения уровня влажности. Также старое природное сообщество обладает большей устойчивостью перед загрязнением окружающей среды посредством химикатов. Так, можно понять, насколько важны реальные, природные экологические системы, и как опасно создавать большое количество искусственных экологических систем. Для жизнедеятельности человека очень важно, чтобы оставалась стабильность старого природного сообщества к воздействию факторов среды и при этом была продуктивность искусственных сообществ. Человек обязан поддерживать гармонию между всеми природными системами. 

Вторичная сукцессия — изменение фитоценозов 

После того, как был сформирован полноценный фитоценоз, динамическое развитие системы не останавливается. Фитоценоз начинает развиваться снова — теперь уже на втором этапе сукцессии: изменении одного природного сообщества на другое. 

Термины эндоэкогенез, сингенез и гологенез в рамках сукцессионного ряда

Сингенез является одним из первых этапов формирования природного сообщества. Его открыл советский геоботаник Владимир Николаевич Сукачев. Данный процесс характеризует изначальное создание покрова из растений. Он напрямую связан с тем, что на какой-то территории в определенный период времени начинают появляться растения. Они приживаются, потом начинают конкурировать за жизнь на данной территории. 

Два этих процесса не могут существовать без третьего, который В.Н. Сукачев называл гологенезом. Данный процесс характеризуется трансформацией покрова растений под воздействием среды или некоторых ее частей вроде литосферы, атмосферы и т.д. То есть, происходят изменения более масштабные, которые формируют дальнейшую стабильность и сложность биогеоценоза. 

Так выглядел В.Н. Сукачев:

Источник: ru.wikipedia.org

Все процессы, которые были перечислены, происходят в одно время, однако на разных этапах развития системы может играть доминантное значение только один процесс из трех. Получается, что сингенез доминантен исключительно на первых этапах развития природного сообщества, потом доминанту забирает процесс эндоэкогенеза. Гологенетический процесс постоянен, но в некоторые моменты его воздействие очень сильно. Так развиваются все фитоценоза до момента, пока на них не начнут влиять факторы внешней среды. Они могут начать воздействовать на природные системы из-за совершенных случайностей, которые изначально не сильно нарушают процесс развития природной системы. Подобная смена, которая вызывается внутренним становлением фитоценоза останавливается и начинается новый этап изменений — под воздействием внешних факторов. 

Всего бывает два типа изменения природных систем, которые выделил В.Н. Сукачев: 

1. Эндодинамические изменения. Они происходят из-за медленного саморазвития природного сообщества. В ходе этого саморазвития происходит изменение среды. Главная роль — внутренние характеристики природного сообщества. 
2. Экзодинамические изменения. Их также называют стихийные или же внезапные. Они появляются из-за воздействия непредвиденных внешних причин.

Сукцессии появляются из-за самых разных причин. Одним из примеров изменения эндодинамического характера является процесс увеличения количества болот в лесу из-за того, что происходит трансформация почвенного покрова данной территории. Также в качестве примера такого изменения можно привести развитие растений на скальных поверхностях, а также на высохших водоемах. Изменения экзодинамического характера — изменения в растительности на местах вырубки деревьев, местах пожара, залежах, территориях, которые были засыпаны лавиной, залиты селью, лавой и т.д. 

Типология видов сукцессии (по теории П.Д. Ярошенко)

Русский ботаник Павел Дионисьевич Ярошенко выработал собственную теорию сукцессионных рядов. Он выявил, что существуют следующие изменения в природных сообществах: 

1. Изменения, вызванные природными факторами. Они бывают последовательные — то есть, эндоэкогенетические и гологенетические; и внезапные — то есть при воздействии климата, биогенных и эдафогенных факторов. 
2. Изменения, вызванные деятельностью человека. Они бывают внезапными и последовательными. 

Можно привести следующие примеры различных изменений. Климатогенные изменения — изменения природных сообществ, в которых доминантными растениями являются типчак и серая полынь. В результате климатических изменений — в случае увеличения уровня влажности — типчак может быть вытеснен серой полынью. В пример эдафогенным изменениям можно привести появление растений на водоемах, которые на какое-то время исчезли (например, высохли), зарастание травой и сорняками участков, которые либо полностью, либо частично были обнажены. Изменения зоогенного характера происходят посредством активности животных, которые живут под землей — они грызут землю и роют ее. К тому же, такие изменения могут происходить из-за подпруживания бобрами речных водоемов. К пирогенным изменениям относятся смены растительности после пожаров. Примером антропогенных изменений можно считать изменение системы после вырубки леса, ведения активной хозяйственной деятельности на территориях, кошения сена, выпаса крупного рогатого скота и т.д. Ученые считают, что факторы влияния человека на природные системы и природные факторы разделять нельзя, потому что нередко активность человека похожа на активность природную. 

В схеме П.Д. Ярошенко натуральные внезапные изменения и изменения под воздействием активности человека соотносятся с экзодинамическими изменениями, которые выявил В.Н. Сукачев, потому что для существования природной системы неважно, из-за чего изменения произошли — вырубили ли леса, были ли они уничтожены в результате воздействия огня или насекомого, который навредил природе. Результат процессов один — изменения в системе. Ход, конечно, процессов будет разный, но самое главное результат. Все изменения, которые начались под воздействием экзодинамических причин в будущем переходят медленно в эндодинамические изменения, потому что именно этот вид изменений имеет большее влияние на формирование фитоценоза. При условии, что снова не повлияют экзогенные факторы на становление природной системы. 

Быстротечные, столетние, филоценогенетические изменения природных систем

Продолжительность сукцессионного процесса может быть действительно очень разной. Бывают быстротечные изменения — обычно частичные, столетние изменения — общие и филоценогенетические, которые описывают эволюционные изменения в природной среде. Все виды изменений, которые были перечислены ранее, тесно взаимодействуют друг с другом, происходит наложение нескольких видов на одну систему. В систему быстротечных или же неполноценных изменений природной системы относят эндодинамические и экзодинамические изменения. Они находятся в оппозиции столетним или же общим изменениям. Общие изменения происходят намного медленнее, чем все остальные. К тому же, они занимают территорию, которую занимают большие природные сообщества. То есть, это действительно большой охват. Существует переходный период между быстротечными и столетними изменениями. Получается, что в итоге быстротечных изменений создаются коалиции растений или их большие сообщества в рамках одной географической зоны. В итоге столетних изменений один тип растительность меняется на другой тип растительности. 

В пример быстротечных изменений можно привести изменение сосны на сухой дуб, хвойные широколиственные леса сменяются на смешанные широколиственные леса, белая береза сменяется на осину, чозении меняются за лиственничники. В пример столетних изменений можно привести смену растений в северной части Центральной России после того, как в южной части Дальнего Востока отступил ледник. Ледник отступил, но наступило море, изменился климат. 

Эволюционное развитие фитоценозов 

Эволюционное развитие природных систем, по замечанию В.Н. Сукачева, происходит из-за двух действий: 

• становление стабильной системы ценоза; 
• становление многообразия видов, которое связано с эволюционным развитием ценозов. 

Эволюционное развитие природных сообществ происходит по принципам естественного отбора. Советский геоботаник Виктор Владимирович Ревердатто сделал предложение именовать подобный естественный отбор естественным отбором второго ряда. Из-за естественного отбора есть конкретное количество фитоценозов на планете, а не большое число различных вариаций и сочетаний растительности. В результате эволюции были выработаны сообщества растений, крупные единицы растительного мира до видов растительности. 

Так выглядел В.В. Ревердатто: 

Источник: ru.wikipedia.org

Одним из примеров такого изменения является частое изменение фитоценоза, которое происходит в самых разных условиях. Бывает два вида зарастания водных поверхностей: по поверхности до дна и со дна до поверхности. Мелкие элементы данного процесса будут разниться в различных регионах и разных по виду водоемов, однако смысл будет одинаков во всех случаях. О том, как проходит сукцессия, в водных сообществах можно понять по исследованию отложений природных сообществ, которые сменяли друг друга на этом участке земли. Также это можно узнать посредством изучения растительных поясов, которые также сменяют друг друга по мере своего развития.