Что такое климакс экосистемы

Климакс (в экологии)

КЛИМАКС в экологии, равновесное и относительно устойчивое состояние экологического сообщества. В начале 20 века понятие «климакс» использовалось в основном при исследовании растительности, затем оно приобрело общеэкологический смысл: его стали применять при характеристике сообществ и экосистем в целом. Климаксовые сообщества формируются, как правило, в условиях плоских дренированных водораздельных равнин (плакора) и представляют собой завершающую, кульминационную ступень развития сукцессий (последовательной смены во времени одних биоценозов другими), число и продолжительность стадий которых обусловлены климатическими условиями, подстилающими породами и другими факторами. По мере развития геоботаники и синэкологии выдвигались весьма разные, иногда противоречивые представления о сути понятия «климакс»; например, предлагались концепции моноклимакса и поликлимакса (в первом случае признавалась возможность существования в каждой природной зоне лишь одного климакса, во втором — нескольких вариантов климаксовых состояний сообществ). Предложено множество терминов, отражающих формы проявления климакса в природе и этапы его формирования, такие как субклимакс, постклимакс, преклимакс и др. Примерами климаксовых сообществ могут служить липово-дубовые леса в зоне широколиственных лесов, дубовые леса европейской лесостепи, разнотравно-ковыльные сообщества в степной зоне и др. Климакс не может сформироваться при интенсивном воздействии человека на экосистемы.

Лит.: Одум Ю. П. Экология. М., 1986. Т. 2; Работнов Т. А. Фитоценология. 3-е изд. М., 1992.

Использованные источники: knowledge.su

Климакс (экология)

Климакс в экологии и геоботанике — 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. [1]

Теоретически климаксное сообщество может поддерживать себя неопределенно долго, все внутренние его компоненты уравновешены друг с другом, и оно находится в равновесии с физической средой [2] .

В полевых условиях очень сложно выделить устойчивое климаксовое сообщество. Обычно удается лишь заметить, что скорость сукцессии падает до определенного уровня, после которого наблюдатель уже не замечает каких-либо изменений. Период достижения «климаксовой» стадии требует в разных сообществах различного времени. Часто для завершения стабилизации необходимо 100—300 лет, однако вероятность возникновения пожара или урагана за это время настолько высока, что сукцессия может никогда не завершиться. Если не забывать, что лесные сообщества северной умеренной зоны, а возможно, и тропиков все еще восстанавливаются после последнего ледникового периода, то встает вопрос, не является ли климаксовая растительность лишь теоретической [3] .

Содержание

Концепции климакса Править

У концепции климакса долгая история. Один из первых исследователей сукцессии Фредерик Клементс [4] был приверженцем теории моноклимакса и утверждал, что в любой климатической зоне существует только один истинный климакс. К его возникновению ведут все сукцессии.

В конечном счете, многие экологи (в том числе Тенсли) эту теорию отвергли, и была предложена теория поликлимакса. Согласно ей климакс в данном участке может определяться одним или несколькими факторами: климатом, почвенными условиями, топографией, пожарами и т. д., поэтому в одной климатической зоне вполне может существовать целый ряд специфических типов климакса [3] .

Классификация Править

Климаксное состояние сообщества разными авторами по-разному подразделяются. Так, Тенсли предлагал классифицировать их, в зависимости от сдерживающего фактора, на:

Разумовский, который один из первых разрабатывал представления о сукцессиях предлагал делить климаксы на:

• рецидивный — возникает при повторении одних и тех же нарушений, которые отбрасывают местообитание назад на одну или несколько стадий по уже пройденному пути смены
• ретардационный — возникает при крайнем замедлении смены под влиянием постоянно действующих факторов не вызывающих нарушение сообщества
• диаспорический — в отличие от двух предыдущих не связано с непосредственным действием внешних факторов на местообитание или сообщество. Этот тип климакса связан с отсутствием вида-эдификатора — то есть вида — строителя, чаще всего доминанта, играющего определенную роль в строительстве сообщества. [5]

Использованные источники: ru.pages.wikia.com

КЛИМАКСОВЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ И ТИПЫ КЛИМАКСА. ГОМЕОСТАЗ

Климаксовоя экосистема. Сукцессия завершается стадией, когда все виды экосистемы, размножаясь, сохраняют относительно постоянную численность и дальнейшей смены ее состава не происходит. Такое равновесное состояние называют климаксом, а экосистему — климаксовой. В разных абиотических условиях формируются неодинаковые климаксовые экосистемы. В жарком и влажном климате это будет дождевой тропический лес, в сухом и жарком — пустыня. Основные биомы земли — это климаксовые экосистемы соответствующих географических областей. Процент площадей, способных поддерживать сообщества в состоянии климатического климакса, различен для разных областей. Но поскольку стратегия развития любой экосистемы состоит в достижении климатического климакса, главными наземными экосистемами можно считать биомы. Они легко выделяются, в частности, по климатической климаксной растительности. На рис. 14.3 показано влияние регионального климата на распределение сообществ климатического климакса; их резкая смена соответствует зоне перехода гумидного климата в аридный.

Для каждой природной зоны удобно различать единственный климатический климакс и различное число эдафических климаксов. Климатический климакс — это теоретическое сообщество, к достижению которого направлено все развитие экосистемы в данном районе, находящееся в равновесии с общими климатическими условиями. Теоретическое сообщество реализуется там, где физические условия среды не столь экстремальны, чтобы изменять воздействие преобладающего климата. Там, где рельеф местности, почва, водоемы, заболачивание и другие факторы препятствуют развитию климатического климакса, сукцессия заканчивается формированием эдафического климакса. Так, в зависимости от рельефа и особенностей почвы на примыкающих друг к другу морских террасах с одинаковой материнской породой развиваются различные сообщества. Поскольку основным модифицирующим фактором экосистемы является биотическое сообщество, то чем более экстремальны физические условия среды, тем больше вероятность того, что развитие экосистемы прекратится, не достигнув равновесия с общими климатическими условиями.

Человек часто влияет на развитие экосистемы, препятствуя достижению ею климаксного состояния. Когда сообщество, не представляющее собой климатический или эдафический климакс для данной местности, поддерживается человеком или домашними животными, его называют дисклимаксом, или антропогенным субклимаксом. Например, чрезмерный выпас может породить пустынное сообщество там, где по условиям регионального климата могла бы сохраняться степь. Пустынное сообщество в данном случае — дисклимакс, а степь — климатический климакс.

Гомеостаз (от греч. homoios — тот же, statos — состояние) — способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять относительное динамическое постоянство своей структуры и свойств. Поддержание гомеостаза — непременное условие существования как отдельных клеток и организмов, так целых биологических сообществ и экосистем.

В гомеостазе (устойчивости) живых систем выделяют:

— выносливость (живучесть, толерантность — способность переносить изменения среды без нарушения основных свойств системы;

— упругость (резистентность, сопротивляемость) — способность быстро самостоятельно возвращаться в нормальное состояние из неустойчивого, которое возникло в результате внешнего неблагоприятного воздействия на систему.

Понятие «гомеостаз» широко используется в экологии для характеристики устойчивости различных систем. Гомеостаз клетки определяется специфическими физико-химическими условиями, отличными от условий внешней среды; гомеостаз многоклеточного организма — поддержанием постоянства внутренней среды. Константами гомеостаза животных являются объем, состав крови и других жидкостей организма.

Гомеостаз популяции определяется поддержанием пространственной структуры, плотности и генетического разнообразия. Вследствие гомеостатической регуляции поддерживается постоянство состава и численности популяций в сообществах.

На уровне экосистем гомеостаз проявляется в наиболее устойчивых формах взаимодействия между видами, что выражается в приспособленности к особенностям среды и поддержании циклов круговорота биогенов. Можно рассматривать даже гомеостаз биосферы, в которой взаимодействие разнообразных организмов поддерживает постоянство газового состава атмосферы, состав почв, состава и концентрации солей мирового океана и др.

Гомеостаз обеспечивается работой механизмов регулирования, действующих по принципу отрицательной обратной связи. Тогда нарушения в функционировании живой системы, используя кибернетические термины, следует констатировать как появление в канале обратной связи «помех» или «шумов».

Роль помех могу т играть различные факторы, например погодные условия, деятельность человека и т. п. Резкие изменения характеристик окружающей среды, при которых они (или одна из них) выходят за границы допустимого, называют экологическим стрессом.

Использованные источники: vuzlit.ru

Концепция климакса

Климаксом называют терминальную стабилизированную экосистему или, иногда, окончательную фазу развития экосистемы, в которой она устойчиво удерживается длительное время практически при любой амплитуде внешних воздействий.

Теоретически климаксное сообщество поддерживает само себя неопределенно долго, все внутренние его компоненты уравновешены друг с другом, и оно находится в равновесии с физической средой.

Обычно критерием того, является ли данное сообщество климаксным или нет, служит видовой состав. Однако одного этого критерия недостаточно, поскольку видовой состав заметно меняется в ответ на сезонные и кратковременные колебания погоды, даже если экосистема в целом остается стабильной. Наилучшим критерием терминальной стабилизации климакса служит отношение P/R. В климаксном сообществе в отличие от развивающихся стадий и других переходных сообществ годовая продукция P и «импорт» уравновешиваются годовым потреблением (дыханием) R и «экспортом».

Особенно удобно использовать отношение P/R для характеристики некоторых циклических сукцессий как климаксных, если для них брать P и R как усредненные значения за период цикла. Циклические сукцессии обычно имеют место, когда в силу периодических возмущений внешней среды или вследствие характера развития самого сообщества изменения в нем происходят через более или менее регулярные промежутки времени.

Удобно, хотя и несколько произвольно, различать для данной области:

1) единственный региональный, или климатический климакс, находящийся в равновесии с общими климатическими условиями;

2) различное число локальных, или эдафических климаксов, которые представляют собой модификации стационарных состояний, соответствующие особым местным условиям субстрата.

В тех местах, где рельеф местности, почва, водный режим и регулярные возмущения, например пожары, препятствуют развитию экосистемы до теоретического конечного состояния (климатического климакса), сукцессия заканчивается эдафическим климаксом.

Аутогенная экологическая сукцессия происходит в результате изменений окружающей среды, вызванных самими организмами. Поэтому, чем более экстремальны физические условия среды, тем труднее становится модификация окружающей среды и тем больше вероятность того, что развитие сообщества прекратится, не достигнув теоретического регионального климатического климакса.

Человек сильно влияет на ход сукцессии и достижение климакса. Под влиянием человека может сформироваться либо антропогенный субклимакс, либо дисклимакс (то есть нарушенный климакс), которые принципиально отличаются от климатического или эдафического климакса. Например, чрезмерный выпас может привести к преобразованию степи – климатического климакса – в пустынное сообщество – дисклимакс. Пустынное сообщество в таких условиях – показатель бесхозяйственности человека, тогда как в регионе с настоящим пустынным климатом его следует считать естественным.

Сельскохозяйственные экосистемы, остающиеся долгое время стабильными, определенно можно рассматривать как климаксы, поскольку в среднем за год «импорт» и продукция уравновешивают дыхание и «экспорт» (урожай), и ландшафт при этом из года в год не меняется. Примерами длительного антропогенного стационарного состояния являются сельское хозяйство в Голландии и Бельгии и древняя культура риса на Востоке. К сожалению, многие системы ведения сельского хозяйства, особенно в тропиках и орошаемых пустынях, никоим образом нельзя считать стабильными, так как эти системы подвержены эрозии, выщелачиванию, засолению и нашествиям вредителей. Поддержание высокой продуктивности таких систем требуют все возрастающих энергетических субсидий, а слишком крупные субсидии могут оказаться стрессовыми для системы.

Использованные источники: soullife.info

загрузка…