mozok.click » Podręczniki w języku polskim » Biologia » Stabilność ekosystemów
Інформація про новину
  • Переглядів: 3472
  • Автор: admin
  • Дата: 10-03-2018, 00:26
10-03-2018, 00:26

Stabilność ekosystemów

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Biologia

Trwałość - to nieodłączna cecha ekosystemów

Ekosystemy - to złożone struktury, które funkcjonują jako jedyne całe, w którym wszystkie komponenty są współzależne. Z jednej strony zapewnia to trwałość ekosystemów i ich zdolność do samoregulacji, z innej - sprawia, że one są bardzo wrażliwe na zmiany jakiegokolwiek komponentu. Wyłączenie jednego ogniwa sieci troficznej nieuchronnie odzwierciedla się na wszystkich innych jej uczestnikach; zniknięcie jednego gatunku prowadzi do zakłócenia równowagi całego układu.

Trwałość (wytrzymałość) - to ich zdolność przeciwstawiania się wpływom zewnętrznym. Trwałość można rozpatrywać pod dwoma względami: jako zdolność do opierania się zmianom lub jako zdolność do szybkiego odnawiania się po nich. Pierwszy rodzaj trwałości nazywa się trwałością rezystancyjną, a drugi - prężną. Na przykład lasy liściaste średnio mają bardziej wysoką trwałość rezystancyjną do płomienia niż stepy: pożar w suchym stepie wybucha z jednej iskry i rozprzestrzenia się o wiele szybciej niż w wilgotnym lesie liściastym. Jednocześnie stepy mają większą odporność sprężystą do tegoż czynnika: odnowienie ugrupowań ekosystemów stepowych po pożarze odbywa się w ciągu kilku sezonów, natomiast całkowite odnowienie leśnego ekosystemu może trwać wiele dziesiątek lat (ryc. 54.1).

Ekosystemy zmieniają się dzięki sukcesjom

Czasami zamiast określenia „trwałość ekosystemów” używa się wyraz „stabilność”. Chociaż niektórzy uczeni sądzą, że są to różne terminy, dla nas ta różnica nie jest zasadnicza. Ważne jest, aby wyraz „stabilność” nie wprowadzał w błąd: w żadnym razie nie chodzi o niezmienność i stałość! Zmiany w ekosystemach - to proces naturalny, który nieobowiązkowo wiąże się z wpływami zewnętrznymi. Jedne zespoły organizmów żywych zmieniają się na inne, tworząc z kolei warunki do dalszych zmian. Na przykład jezioro leśne przez odkładanie się organicznych resztek na dnie wypłyca się i zabagnia.

 



Następnie w ekosystemie bagnistym obumarłe mchy bagnienne i inne rośliny stopniowo tworzą warstwę gleby, na której mogą rosnąć trawy łąkowe i bagno stopniowo przekształca się w łąkę. Łąka w trakcie tworzenia się mocnej warstwy gleby zarasta krzakami, potem - drzewami. W końcu na miejscu jeziora powstaje ekosystem leśny (ryc. 54.2). Inny przykład: poręba w sosnowym lesie w pierwszym roku po wycięciu drzew zarasta trawami i jednoletnimi ostami, potem krzakami i szybko rosnącymi drzewami, które z czasem są wypierane przez iglaste.

Taką kierunkową zmianę zespołów na określonym terytorium nazywa się sukcesją. Każdy zespół żywych organizmów, który istnieje w tej chwili, formuje warunki do istnienia następnych zespołów. Sukcesja kończy się kształtowaniem trwałego ekosystemu, w którym nie ma wewnętrznych przesłanek do dalszych zmian (w rozpatrzonych przez nas przykładach takim ekosystemem jest las). Taki dojrzały trwały ekosystem nosi nazwę klimaksowego. Klimaksowy ekosystem teoretycznie może istnieć nieograniczenie długo, jeżeli nie zajdą gwałtowne zmiany warunków środowiskowych lub nie odbędzie się przyrodniczego kataklizmu, które zburzą ten system i uwarunkują początek nowej sukcesji.

Rozróżnia się pierwotną i wtórną sukcesję. Sukcesja może rozpoczynać się na terytoriach, gdzie przedtem nie mieszkały żywe organizmy (skały, potoki wulkanicznej lawy, stoki gór po zejściu lawiny, kurzawka); taką sukcesję nazywa się sukcesją pierwotną. Kluczowym czynnikiem pierwotnej sukcesji zazwyczaj jest tworzenie się gleby, bez którego niemożliwe jest pojawienie się skomplikowanych zespołów żywych organizmów. Jako pierwsze na bezżyciowych substratach osiedlają się porosty, które sprzyjają wietrzeniu skał i wzbogacają je w azot, stwarzając warunki do pojawienia się mchów i najmniej wymagających roślin zielnych. Następnie, w zależności od miejscowych czynników, mogą pojawiać się krzaki, drzewa lub bardziej skomplikowane roślinne zespoły, w których osiedlają się odpowiednie gatunki zwierząt (ryc. 54.3).

 


Sukcesja wtórna rozwija się na przykład po pożarze lub innej katastrofie, która zburzyła ekosystem istniejący przedtem na tym terytorium. Wtórna sukcesja odbywa się szybciej, ponieważ nie potrzebuje tworzenia gleby. Przy tym organizmy lub ich zarodniki czy nasiona, które przetrwały katastrofę, od razu stają się podstawą dla początku sukcesji. Jednak całkowite odnowienie się dojrzałego ekosystemu klimaksowego może trwać 100-300 lat.

Różnorodność gatunkowa jest warunkiem trwałości ekosystemów

Jak myślisz, jakie państwo będzie odporniejsze na zewnętrzne i wewnętrzne raptowne przeobrażenia - „bananowa” republika, której gospodarka jest zbudowana tylko na jednym źródle dochodu, czy kraj z wieloma rozwiniętymi branżami przemysłu? Odpowiedź na to pytanie jest oczywista: im różnorodniejsza jest ekonomiczna działalność państwa, tym mniejszy wpływ na jego dobrobyt będą wywierały czynniki zewnętrzne. Ta sama zasada dotyczy ekosystemów: im bardziej złożony jest ekosystem, czyli im więcej różnych żywych organizmów i zależności między nimi w nim istnieje, tym on jest odporniejszy. Zniknięcie jednego gatunku czy dowolne inne odchylenie od równowagi w takim systemie może być szybko wyrównane dzięki innym uczestnikom. Ubogie w gatunki zespoły (na przykład agrocenozy, czyli stworzone przez człowieka rolniczo użytkowe ekosystemy) są bardzo niestabilne. Dlatego też agrocenozy potrzebują dla swego wsparcia stałej ingerencji człowieka. Wszyscy wiedzą, co odbywa się po pewnym czasie z porzuconą grządką czy sadem: niestabilna, gatunkowo biedna agrocenoza szybko przekształca się w bardziej stabilny i gatunkowo bogatszy, lecz nieefektywny z punktu widzenia człowieka ekosystem, który zarasta chwastami.

Ten przykład ilustruje ważne znaczenie jednej z kluczowych charakterystyk dowolnych ekosystemów i całej biosfery - biologicznej różnorodności (bioróżnorodności)

Zgodnie z definicją, która była zaproponowana na konferencji ONZ w 1992 roku, biologiczna różnorodność - to zróżnicowanie wszystkich żywych organizmów rozmaitych środowisk. Zwykle, kiedy mówi się o różnorodności biologicznej, przede wszystkim ma się na myśli różnorodność gatunkową, co jest niezupełnie poprawne. Termin „różnorodność biologiczna ’’dotyczy jak różnorodności organizmów w granicach gatunku, tak i różnorodności samych gatunków i nawet różnorodności ekosystemów. Gatunkowa róż-

norodność w ekosystemie charakteryzuje się nie tylko ilością gatunków, które w nim mieszkają (chociaż jest to kluczowa charakterystyka), ale i równomiernością ich podziału. Wyobraź sobie dwa ekosystemy, w których mieszka po 100 zwierząt należących do 10 gatunków. W jednym ekosystemie liczebność zwierząt wszystkich gatunków jest w przybliżeniu jednakowa, czyli każdy gatunek jest reprezentowany średnio przez dziesięć osobników. W drugiej - 90 ze 100 osobników należy do jednego gatunku, a innych gatunków jest tylko po jednym przedstawicielu.

Jak myślisz, w którym ekosystemie bioróżnorodność jest większa? Oczywiście, że w pierwszym, bo przy innych jednakowych warunkach względna liczebność zwierząt każdego gatunku jest w nim większa.

Do ilościowej oceny różnorodności biologicznej zaproponowano wiele różnych wskaźników, ale wszystkie one są oparte na dwóch głównych charakterystykach - ilości gatunków w ekosystemie i równości ich podziału.

Zachowanie różnorodności biologicznej - to jedno z głównych zadań współczesnej ochrony przyrody, określone w Konwencji ONZ o różnorodności (ryc. 54.4). Ta Konwencja została przyjęta w 1992 roku. Podpisała ją większość państw świata, m.in. Ukraina. ONZ ustanowiła również Międzynarodowy Dzień Biologicznej Różnorodności, który obchodzony jest co roku 22 maja. O wpływie człowieka na różnorodność biologiczną i o sposobach jej ochrony będzie mowa w następnych paragrafach.


Zastanów się

Wybierz jedną poprawną odpowiedź

1

Jaki ekosystem (przy innych jednakowych warunkach) jest trwalszy bez ingerencji człowieka - łąka czy pszeniczne pole?

A bez ingerencji człowieka ekosystem łąki jest trwalszy, ponieważ jego bioróżnorodność jest większa

В ekosystem polny jest trwalszy, ponieważ jego bioróżnorodność jest mniejsza C łąka jest bardziej trwała do niesprzyjających czynników abiotycznych, a pole - do biotycznych

D łąka ma większą trwałość rezystancyjną, a pole - trwałość prężną E obydwa ekosystemy są jednakowo trwałe, jeżeli człowiek nie ingeruje w ich istnienie

2

Sukcesja - to

A trwałość zespołu biologicznego na wpływ niesprzyjających czynników abiotycznych i biotycznych

В zdolność ekosystemu powracać do pierwotnego stanu po zmianach, które w nim zaszły

C zdolność organizmów z biegiem czasu przechodzić na wyższy poziom troficzny w piramidzie ekologicznej

D sezonowe wahania liczebności organizmów żywych w ekosystemie pod wpływem czynników abiotycznych

E kierunkowe zmiany zespołów na określonym terytorium

з

Kluczową rolę w tworzeniu gleby na początkowych etapach sukcesji pierwotnej odgrywają takie organizmy żywe jak

A porosty i mchy В rośliny zielne i inne jednoliścienne

C drzewa i krzewy D robaki i owady E ssaki i ptaki

4

Ekosystem klimaksowy - to ekosystem

A który kończy sukcesję i w którym brak jest wewnętrznych przesłanek do dalszych zmian zespołów organizmów żywych

В który zawiera pierwszy zespół organizmów w sukcesji pierwotnej reprezentowany przeważnie przez porosty i mchy

C w którym przewyższona jest granica trwałości prężnej do określonego czynnika ekologicznego

D który już nie jest zdolny do podtrzymywania swego istnienia i wymiera

E który cechuje się najmniejszą bioróżnorodnością i najmniejszą trwałością

5

Bioróżnorodność

A określa się tylko ilością gatunków biologicznych, które mieszkają na określonym terytorium

В nie zależy od ilości gatunków biologicznych w ekosystemie C jako termin oznacza różnorodność organizmów żywych w granicach gatunku, między gatunkami i ekosystemami

D im wyżej w ekosystemie, tym niższa jest jego trwałość rezystancyjna E im niżej w ekosystemie, tym wyższa jest jego trwałość prężna

Sformułuj odpowiedź w postaci kilku zdań

6

Na czym polega różnica między prężną i rezystancyjną trwałością ekosystemów?

7

Podaj charakterystykę sukcesji wtórnej, która zaczyna się od porzuconej grządki na leśnym chutorze, zaznaczając zespoły, które zmieniają jeden drugiego.

8

Dlaczego w przyrodzie odbywają się sukcesje?

9

Dlaczego bioróżnorodność jest jednym z kluczowych czynników stabilności ekosystemów i dlaczego agrocenozy - to bardzo niestabilne ekosystemy?

10

Jakie dwa wskaźniki są kluczowe do określenia bioróżnorodności w ekosystemie? Jakie charakterystyki one powinny mieć dla maksymalnej bioróżnorodności?

Znajdź odpowiedź i postaraj się zrozumieć istotę problemu

11

W zespołach drobnoustrojów, zarówno jak i w innych ekosystemach, może odbywać się sukcesja. Opowiedz o tym, jak jedne drobnoustroje zmieniają się na inne w różnych środowiskach istnienia.

12

Czy zmieniają się zespoły organizmów żywych w agrocenozach? Jakie są podobieństwa i różnice w odbywaniu się sukcesji w agrocenozach i ekosystemach naturalnych?

Dowiedz się samodzielnie i opowiedz innym

13

Dokładnie nie zbadano, na czym polega przyczyna bioróżnorodności, czyli dlaczego na Ziemi istnieje tyle różnych gatunków biologicznych. Spróbuj zorientować się w różnych teoriach, które tłumaczą ten fenomen.

14

W jakim celu przyjęto Konwencję ONZ dotyczącą zagadnienia bioróżnorodności? O czym ona mówi?

 

Źródło: Biologia podręcznik dla klasy 9 Szałamow

 






^