You are here: Home > Ekologia > Osobniczy rozwój ekosystemów

Osobniczy rozwój ekosystemów

Każda grupa organizmów, czy to populacja, czy też biocenoza, powoduje zmiany w abiotycznym środowisku. Organizmy — przekształcając środowisko — modyfikują je zwykle tak, że stwarzają korzystne warunki dla rozwoju innych organizmów.

Kierunkowy proces stopniowego przekształcania się ekosystemów obejmujący zachodzące w czasie zmiany struktury gatunkowej i procesów biocenotycznych nazywamy sukcesją ekologiczną.

Sukcesji towarzyszą zmiany struktury gatunkowej biocenoz wymuszone zmianami warunków środowiskowych. Tak więc można powiedzieć, że sukcesja jest kontrolowana przez biocenozę, a środowisko determinuje jej kierunek. Punktem kulminacyjnym rozwoju jest powstawanie ekosystemu zrównoważonego, tak stabilnego, na ile w danych warunkach pozwalają czynniki ekologiczne.

Ostateczny, ustabilizowany i pozostający w równowadze ekosystem kończący rozwój nazywa się klimaksem.

Rozwój ekosystemu rozpoczynający się w przestrzeni, która nie była dotychczas zasiedlona przez żadną biocenozę, nazywamy sukcesją pierwotną.

Sukcesja pierwotna może rozpocząć się na świeżo odsłoniętym podłożu skalnym, piasku lub lawie wulkanicznej . W tych surowych i ubogich środowiskach zaczynają pojawiać się mikroorganizmy, porosty i mszaki, które mogą się rozwijać nawet na litej skale. Jest to pionierski zespół organizmów dokonujący w tych warunkach pierwszych zmian. Porosty stanowią pożywienie drobnych ślimaków, np. poczwarówek i mało wymagających drobnych stawonogów. Obumarłe szczątki porostów i wydaliny zwierząt zaczynają rozkładać destruenci. W ten sposób powstaje pierwszy ubogi ekosystem.

Wśród porostów, mszaków i w szczelinach skał zatrzymuje się pył przynoszony przez wiatr. Tam też gromadzi się detrytus. Powstająca masa organiczna częściowo przekształca się w związki próchniczne. Są to pierwsze stadia tworzenia się gleby, która utrzymuje wodę. Woda rozluźnia zgromadzoną materię organiczną i umożliwia rozwój detrytofagów. W tych warunkach mogą kiełkować zarodniki mchów, które nie mogły rozwijać się na nagiej skale. Mchy intensywniej przeprowadzają fotosyntezę, szybciej rosną aż wreszcie zagłuszają porosty. Wśród mchów gromadzi się w większej ilości materia organiczna, przez co warstwa gleby powiększa się. Rozwija się fauna glebowa i fauna mchów — wrotki Rotatoria, nicienie Nematodes, niesporczaki Tardigrada. Grubsza warstwa gleby umożliwia kiełkowanie nasion traw i ziół, zawleczonych tu przez wiatr. Sukcesja postępuje dalej, z czasem pojawią się tu krzewinki, potem krzewy, a na końcu — w naszych warunkach klimatycznych — biocenoza klimaksowa: las.
Sukcesja pierwotna przebiega powoli, np. rozwój lasu na piaszczystej ławicy trwa około 1000 lat. Ale na istniejącej już glebie, w ciągu 50-100 lat rozwinie się zbiorowisko trawiaste, a po około 200 latach pojawi się ekosystem leśny.

Rozwój ekosystemu na obszarze uprzednio zajmowanym przez inny ekosystem nazywamy sukcesją wtórną.

Sukcesja wtórna przebiega zazwyczaj szybciej ze względu na obecność już pierwszych roślin, a środowisko, które już przedtem było zasiedlone, stwarza korzystniejsze warunki dla rozwoju nowych biocenoz niż podłoże zupełnie jałowe -jak w przypadku sukcesji pierwotnej. Stosunkowo szybko przebiegają procesy sukcesji związane z odbudową terenów zniszczonych przez pożar, powódź lub inne klęski żywiołowe lub obszarów porzuconych przez rolnictwo.

Zmiany sukcesyjne obejmują nie tylko ekosystemy lądowe. W geologicznej skali czasu jeziora żyją stosunkowo krótko. Jeziora o niskiej zawartości substancji odżywczych charakteryzują się niewielką produkcją biomasy, dobrą przezroczystością i zawierają dużą ilość tlenu Są to jeziora oligotroficzne. W takich zbiornikach wodnych obieg materii jest intensywny. Dobre prześwietlenie wód umożliwia fotosyntezę nawet na większych głębokościach, a duża ilość tlenu przyspiesza rozkład materii organicznej i przez to szybki powrót pierwiastków biogennych do obiegu. Silnemu rozwojowi producentów towarzyszy zwykle zwiększenie się ich rozmiarów. „Nadprodukcja” fitoplanktonu umożliwia rozwój konsumentom, ale ci zwykle nie są w stanie przyswoić całego wyprodukowanego pokarmu, którego nadwyżka opada na dno w postaci obumarłego fitoplanktonu. Dogodne warunki rozwoju dużych roślin naczyniowych nie w całości wykorzystywanych przez konsumentów są też przyczyną opadania obumarłych części makrofitów na dno. Zbierające się osady denne rozkładane są przez reducentów. W wyniku tych procesów jezioro stopniowo wzbogaca się w deponowaną na dnie materię organiczną i staje się jeziorem mezotroficznym.

Przybywanie osadów dennych sprawia, że detrytofagi i reducenci nie nadążają ich przerobić. Olbrzymia masa destruentów oraz procesy rozkładu mułu zużywają duże ilości tlenu, którego przy dnie zaczyna brakować. Wskutek mieszania się wód (wiosną i jesienią) jezioro staje się coraz brudniejsze, co sprawia, że warunki świetlne dla roślin pogarszają się. Bogate w substancje odżywcze, mało przezroczyste, bogate w biomasę i ubogie w tlen to jeziora eutroficzne. Deponowanie na dnie dużej ilości materii organicznej powoduje zmniejszanie ilości dostępnego azotu i fosforu i pogłębia deficyt tlenu, a procesy gnilne powodują wydzielanie się trujących gazów, np. Nil, CH4, II, S. W tej fazie sukcesji jeziornej często następują zakwity glonów, zwłaszcza sinic, dla których brak azotu nie jest czynnikiem ograniczającym. Biomasa glonów podczas zakwitu jest ogromna, stąd do ich rozkładu zużywana jest olbrzymia ilość tlenu. Pojawiająca się przyducha i wzrost stężenia substancji toksycznych powoduje obumieranie wielu organizmów, zwłaszcza większych np. ryb i roślin naczyniowych. Ich szczątki zasilają dodatkowo muły denne. Ponieważ w warunkach beztlenowych osady zgromadzone na dnie jeziora nie sąrozkładane, doprowadza to do silnego jego wypłyce-nia. Proces zanikania jeziora postępuje też od brzegów, gdzie rośliny naczyniowe mają dogodne warunki rozwoju, gdyż w strefie przybrzeżnej (litoral), jak i na brzegu znajduje się obfitość substancji biogennych uwalnianych w procesach rozkładu. Odkładająca się latami na ich dnie materia tworzy gęste pokłady mułu. Jeśli detrytofagi nie nadążajągo przerobić, jezioro staje się coraz płytsze. Wypły-cenie brzegów prowadzi do przesunięcia się granicy wody i lądu. Z czasem dno zarasta roślinnością zanurzoną jezioro staje się stawem. Dalsze zmiany sukcesyjne zachodzą według kolejności: zbiorowiska bagienne – torfowisko – zbiorowiska traw – zarośla krzewiaste – las . Wiele jezior zanikło w ten sposób, zanim człowiek rozpoczął intensywną działalność gospodarczą.
W trakcie sukcesji występuje ciągła wymiana gatunków roślin i zwierząt, przy czym te gatunki, które miały duże znaczenie w początkowych etapach zmian, tracą je w stadium klimaksu. W początkowych etapach rozwoju osobniczego (sukcesji) ekosystemu stwierdza się szybkie zmiany składu gatunkowego tak roślin, jak i zwierząt. W miarę upływu czasu skład gatunkowy roślin zwykle się ustalana określonym poziomie, natomiast ilość gatunków zwierzęcych zwiększa się.
Procesom tym towarzyszy wzrost biomasy i kształtowanie się zespołów destruentów reprezentowanych głównie przez faunę glebową. Następuje też charakterystyczna przebudowa zależności pokarmowych. Łańcuchy odżywcze są początkowo liniowe, a następnie ulegają komplikacji; tworzą się sieci powiązań troficznych. Mimo że początkowe stadia sukcesji pierwotnej w ekosystemach lądowych charakteryzują się ubóstwem gatunkowym, intensywność produkcji jest duża. Wzrost różnorodności gatunkowej i pełny rozwój gleby stabilizuje ekosystem. Ma on większe możliwości buforowania (neutralizowania) wpływów środowiska abiotycznego. Jednak w miarę zbliżania się do stadium klimaksu produkcja ekosystemu zmniejsza się, ponieważ coraz większa jej ilość jest zużywana na oddychanie. W starym klimaksowym ekosystemie produkcja pierwotna netto może spaść do zera.

Comments are closed.