EKOLOGIA – WYKŁAD 14
SUKCESJA PIERWOTNA I WTÓRNA
sukcesja – ciąg naturalnych zmian składu gatunkowego i struktury biocenoz; wyróżnia się:
SUKCESJĘ PIEROTNĄ – rozwój ekosystemu od zera; odbywa się w środowiskach dotychczas nie zajętych przez żadną biocenozę, w których brak jest materii organicznej; takich środowisk obecnie w biosferze jest niewiele; wymienić można:
łaty zastygłej lawy pochodzące z wybuchów wulkanicznych
świeżo odsłonięte powierzchnie skalne ora złóż aluwialnych w wyniku cofania się lodowców
niecki w górach wypełnione wodą z topniejących śniegów
tworzenie się wypiętrzeń gór, a także zapadlisk w wyniku procesów geotektonicznych
powierzchnie lotnych piasków świeżo powstałych
na tych obszarach może zostać dokonana kolonizacja
W jaki sposób dokonuje się kolonizacja tak nieprzyjaznych obszarów pozbawionych materii organicznej? – Powietrze i woda są w dużej mierze zasiedlone przez zawiązki żywych organizmów takie jak: formy przetrwalne, zarodniki, nasiona, a także całe żywe organizmy – bakterie, grzyby i inne. Organizmy te mogą kolonizować środowiska dotąd nie zasiedlone lub już zasiedlone. W takich środowiskach mają zwykle do czynienia z:
nie równomiernym dostępem do podstawowych zasobów środowiska
(jednych składników jest brak, a drugie występują w niewielkich ilościach)
nieprzyjaznymi warunkami środowiskach takimi jak:
nasłonecznienie
temperatura
opady
zwykle taki teren pozbawiony jest okrywy roślinnej; pokrywa roślinna stanowi swojego rodzaju bufor i osłania – stwarza szczególny mikroklimat dla organizmów; zmienia warunki zarówno termiczne, jak i wilgotnościowe; zupełnie inne warunki są na terenie pokrywy roślinnością, a zupełnie inne warunki stwarzają nagie powierzchnie – całkowicie nie osłonięte; przykładem mogą być polskie wydmy
organizmy, które kolonizują odsłonięte powierzchnie również posiadają szczególne właściwości
do pierwszych kolonizatorów, czyli organizmów pionierskich, zaliczyć można:
sinice i porosty
mchy
olcha
zwykle są to producenci, którzy posiadają przystosowania do życia w tych nieprzyjaznych warunkach; są to organizmy, które posiadają zdolność wiązania azotu atmosferycznego; przykłady:
sinice
niektóre rośliny zielne płytko ukorzenione – wiążą azot dzięki bakteriom korzeniowym
zasiedlenie takiego terenu przez organizmy pionierskie skutkuje stopniowym gromadzeniem szczątków organicznych i powstawaniem gleb, co umożliwia zasiedlenie przez inne organizmy
część materii organicznej pochodzi z nawiewania przez wiatry części mineralnych;
a więc można domyślać się, że jest do proces długotrwały
rozwój ekosystemu od zera można scharakteryzować poprzez:
następstwo gatunków – czyli wzrost liczby i liczebności gatunków – oraz zmianę jednych gatunków na inne, które mogą wkroczyć wg. określonego porządku kiedy już dokonają się zmiany warunków środowiskowych
zmiany geochemiczne:
– w ekosystemach lądowych: segregacja puli pierwiastków pokarmowych poprzez powstawanie gleb
– w ekosystemach wodnych: zmiany chemizmu osadów dennych i wody
wzrost tępa produkcji i rozkładu powstającej biocenozy
w sukcesji pierwotnej decydujące znaczenie w opanowywaniu nieprzyjaznego środowiska mają przede wszystkim:
adaptacje fizjologiczne organizmów wczesno sukcesyjnych (nie wszystkie organizmy są zdolne skolonizować takie siedliska)
skutki działalności tych organizmów w postaci zmiany warunków środowiskowych (powstawanie szczątków)
przykłady:
na Alasce na glinach morenowych, które są odsłaniane przez cofający się lodowiec osiedlają się w pierwszej kolejności mchy oraz w nieco późniejszym czasie rośliny zielne – Dębik Drygas – ich obumarłe biomasy – dalsze zasiedlenie – krzewy i drzewa: Dęby i Olchy, które zakwaszają glebę, a więc Świerki (świerk zaczyna wypierać Olchę);
są to drzewa wczesno sukcesyjne (Olcha), a potem późno sukcesyjne (Świerk)
przykład z morza: dotyczy strefy pływów, w których często występują głazy przewracane przez wodę, wobec tego odsłaniana jest powierzchnia całkowicie nie zasiedlona – pierwsza kolonizuje sałata morska „ulva” i jest to glon – kolonizuje w pierwszej kolejności głazy; ten proces sukcesji jest znacznie krótszy, ze względu na cykl tych organizmów, niż w przypadku pierwszego przykładu (tydzień) – po kolonizacji przez ulvę w dalszej kolejności głazy zasiedlają krasnorosty i brunatnice – często w szybszej kolonizacji przez krasnorosty i brunatnice pomagają kraby, które żerują na sałacie morskiej i odsłaniają powierzchnię i umożliwiają kolonizację
SUKCESJĘ WTÓRNĄ – zwykle mamy do czynienia z tym procesem, a nie z sukcesją pierwotną; jest to proces odbudowy biocenozy po jej zniszczeniu będącym skutkiem albo działalności człowieka albo czynników abiotycznych; wszędzie tam gdzie istnieją ekosystemy od wielu lat, mogą następować tylko sukcesje wtórne; np.:
odbudowa lasu na zrębie - las ścięty, który odnawia się po pewnym czasie; mamy tu do czynienia z ekosystemem, który się niewiele zmienił bo:
po wycięciu obecne są tam wszystkie gatunki drzew w postaci nasion lub odrostów
gatunki zasiedlające wtórnie obecne są w pobliżu tego ekosystemu
mechanizmy, które regulują tempo i przebieg sukcesji to interakcje takie jak konkurencja oraz inne odziaływania pomiędzy populacjami
sukcesja na opuszczonym polu uprawnym, poprzednio uprawianym i pozostawionym
termin sukcesja został zaproponowany przez badaczy amerykańskich na określenie zmian, które dokonywały się po zawróceniu procesów uprawy na polach uprawnych – ekologowie ci zaczęli wyróżniać poszczególne stadia:
rośliny jednoroczne – czyli trawy
rośliny zielne – czyli byliny
zakrzaczenia – czyli krzewy
drzewa wczesno sukcesyjne
drzewa późno sukcesyjne
tempo przemian sukcesyjnych zmniejsza się jeśli biocenoza osiągnie stan równowagi ze środowiskiem, staje się do w stadium klimaksu, czyli końcowego etapu sukcesji; teoretycznie w tym stadium biocenoza powinna być stabilna i samoodtwarzająca się
zgodnie z zaobserwowanym modelem sukcesji stopień złożoności biocenozy wzrasta wraz z postępowaniem procesu sukcesji
CECHY WCZESNYCH I PÓŹNYCH STADIÓW SUKCESYWNYCH – cechy wczesne i późne biocenozy !!! ważne
| WCZESNE STADIA BIOCENOZ | PÓŹNE STADIA BIOCENOZ |
|---|---|
| niewielka liczba gatunków pionierskich | |
| niska biomasa | wysoka biomasa |
| niewiele związków pokarmowych | wysoki poziom organicznych związków pokarmowych |
| produkcja netto biocenozy przewyższa respirację – czyli kumulacja materii organicznej (P>R) | produkcja niemal równa respiracji |
| łańcuchy pokarmowe krótkie, proste | łańcuchy troficzne złożone i długie |
| różnorodność gatunkowa niewielka | wzrost różnorodności gatunkowej |
| słaba stabilność, odporność na zaburzenia zewnętrzne | wysoka stabilność, odporność -> klimaks |
SUKCESJA AUTOGENICZNA I ALLOGENICZNA
SUKCESJA AUTOGENICZNA – jej przebieg zależy wyłącznie od organizmów biorących w niej udział
SUKCESJA ALLOGENICZNA – wymuszana przez zmiany mające miejsce w środowisku np. zmiany poziomu wód lub zmiany klimatu