Принцип биологического накопления

В круговорот веществ в экосистеме часто добавляются ве­щества, попадающие сюда извне. Они концентрируются в тро­фических цепях и накапливаются в них, т. е. происходит их биологическое накопление. Это явление наглядно видно на примере концентрирования радионуклидов и пестицидов в тро­фических цепях.

Наиболее известна способность к биологическому накопле­нию у ДДТ — вещества, ранее широко применявшегося для борьбы с вредными насекомыми и запрещенного к примене­нию в настоящее время. Ю. Одум (1975) приводит пример то­го, как недоучет закономерностей биологического накопления, обусловленного экологическими процессами, привел к гибели птиц, питающихся гидробионтами, хотя опыляли комаров на болотах Лонг-Айленда (п-ов Флорида), давая концентрацию ДДТ значительно ниже дозы, смертельной для рыб и других животных. Он объясняет это тем, что ядовитые осадки адсор­бировались на детрите, концентрировались в тканях редуцен­тов (детритофагов) и мелкой рыбы, а дальше — в хищниках, таких как рыбоядные птицы. Благодаря многократному погло­щению с начала детритной цепи, яд накапливался в жировых отложениях рыб и птиц. И даже если его доза ниже смертельной и птицы не погибали сами, то ДДТ препятствовал образованию яичной скорлупы: тонкая скорлупа лопалась еще до того, как разовьется птенец. Такие явления могут привести к унич­тожению целых популяций хищных птиц, например скопы.

Таким образом, принцийы биологического накопления на­до учитывать при любых поступлениях загрязнений в среду.

Билет № 20.

Динамика экосистемы - развитие биоценоза во времени, изменение его видовой структуры и протекающих в нем процессов в результате:

• внутренних воздействий - отмирание или вытеснение одних видов другими, например, старые деревья отмирают, падают и перегнивают, а покоящиеся рядом до поры до времени в почве семена прорастают, давая новый цикл развития жизни
• внешних воздействий - факторы внешней среды, вырубка леса, влияние катастроф, например, урагана, пожара

Цикличность

Суточная, сезонная и многолетняя периодичность внешних условий и проявление внутренних (эндогенных) ритмов орга­низмов, флуктуации популяций достаточно синхронно отража­ется в цикличности всего сообщества — биоценоза.

Суточные циклынаиболее резко выражены в условиях климата высокой континентальности, где значительная раз­ница между дневными и ночными температурами. Например, в песчаных пустынях Средней Азии в жаркий полдень мно­гие животные прячутся в норы или ведут ночной образ жизни летом, а некоторые — зимой переходят на дневной (змеи, пау­ки и др.). Однако суточные ритмы наблюдаются во всех гео­графических зонах, и даже в тундре в полярный день растения закрывают и открывают свои цветки в соответствии с эти­ми ритмами.

Сезонная цикличностьвыражается в том, что на опреде­ленный период из биоценоза «выпадают» группы животных и даже целые популяции, впадающие в спячку, в период диапауз или оцепенений, при исчезновении однолетних трав, опаде ли­ствы и т. п. Это в слабой форме выражено даже во влажных тропических лесах.

Многолетняя цикличностьпроявляется благодаря флук-туациям климата. Многолетняя периодичность в изменении чис­ленности биоценоза, вызванная резко неравномерным выпаде­нием осадков по годам, с периодическим повторением засух, хорошо иллюстрируется повторением массовых размножений животных, например саранчевых (налеты саранчи).

Многолетняя цикличность может быть связана с особенно­стями развития растений — эдификаторов. Например, в буко­вых лесах сомкнутые кроны многолетних деревьев угнетают растительность нижних ярусов, но, как только бук упадет, на­чинают бурно расти молодые деревья и крона восстанавливает­ся. Так происходит обновление букового леса, на которое в ес­тественных условиях требуется цикл в 250 лет.

Сукцессия — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообщества, биогеоценоза и т. д.) другим на определённом участке среды во времени.

Сукцессии делят на:

1.Экзогенные(деятельность чнловека)

2.Эндоценные(внутренние причины)

Первичные

Широко известным примером первичной сукцессии является заселение застывшей лавы после извержения вулкана или склона после схода лавины, уничтожившей весь профиль почвы. Сейчас подобные явления редки, но каждый участок суши в какое-то время прошёл через первичную сукцессию.

Первичные сукцессии развиваются параллельно с почвообразованием под влиянием постоянного попадания извне семян, отмирания неустойчивых к экстремальным условиям сеянцев и лишь с определённого времени — под влиянием межвидовой конкуренции. Развитие того или иного серийного сообщества и его смена обусловлены в основном содержанием азота в почве и степенью разрушения её минеральной части.

Например, для горных участков Аляски выделяют следующие типичные стадии первичной сукцессии с характерными растениями-доминантами:

1. Лишайники разрушают породу и обогащают её азотом.
2. Мхи и ряд трав.
3. Кустарниковые сообщества с преобладанием ивы.
4. Кустарниковые сообщества с преобладанием ольхи.
5. Ельник, затем доминирование тсуги.

Вторичные

 

Восстановительная сукцессия — лес вырастает на месте залежи

В качестве примера вторичной сукцессии обычно приводят ельник, уничтоженный после пожара. На занимаемой им ранее территории сохранилась почва и семена. Травяное сообщество образуется уже на следующий год. Дальше возможны варианты: во влажном климате доминирует ситник, затем он сменяется малиной, она — осиной; в сухом климате преобладает вейник, он сменяется шиповником, шиповник берёзой. Под покровом осинового или берёзового леса развиваются растения ели, со временем вытесняющие лиственные породы. Восстановление темнохвойного леса происходит примерно за 100 лет. Восстановление климаксных дубрав в Московской области обычно не происходит, поскольку лес вновь вырубается

Климакс — заключительное, относительно устойчивое состояние сменяющих друг друга экосистем, возникающее в результате смен, или сукцессий, и в значительной мере соответствующее экологическим условиям определенной местности. Климакс зависит от климатических факторов, от местных особенностей почв и от воздействий человека на природу.^[