Зміни та динаміка екосистем
Екосистеми піддаються безперервним змінам. Одні види поступово відмирають або витісняються і поступаються місцем іншим. Усередині екосистем постійно протікають процеси руйнування і новоутворення. Старі дерева відмирають, падають і перегниває, а покояться до пори до часу в грунті насіння проростає, даючи новий цикл розвитку життя.
Такі поступові процеси зміни екосистем можуть носити інший характер в разі катастрофічних впливів на них. Якщо біоценоз руйнується, наприклад, в результаті урагану, пожежі або рубки лісу, то відновлення вихідного біоценозу відбувається повільно.
Зміна екосистеми в часі в результаті зовнішніх і внутрішніх впливів носить назву динаміки екосистеми.
Зміни спільнот відображаються в добової, сезонної і багаторічної динаміці екосистем і обумовлені періодичністю зовнішніх умов.
Складові будь-яку екосистему види не однорідні по відношенню до прояву факторів зовнішнього середовища, тому одні з них біологічно активні в денний час доби, інші - до вечора і вночі. Добова динаміка спостерігається в спільнотах всіх зон - від тундри до вологих тропічних лісів.
Найчіткіше добова динаміка простежується в природних зонах з різким коливанням факторів середовища на протязі доби. Так, в пустелі влітку в полуденний час життя завмирає, хоча деякі тварини виявляють певну активність. У помірній зоні в денний час панують комахи, птахи, деякі ссавці. У сутінковий і нічний час активними стають нічні комахи, наприклад Бражник, комарі, багато ссавців, з птахів - Дрімлюги, сови та ін. Добова динаміка простежується і у рослин. Більшість покритонасінних рослин розкриває свої квітки тільки в денний час. Однак у деяких рослин життєва активність підвищується до ночі. Так, ввечері посилюється аромат любки дволиста. Робиться це для залучення нічних комах-запилювачів.
Представники зоопланктону в морях і прісних водоймах днем тримаються на глибині, а вночі піднімаються в поверхневі шари.
Сезонна динаміка екосистем визначається зміною пір року. Це виражається в зміні не тільки стану і активності організмів окремих видів, але і їх співвідношень. В першу чергу сезонна динаміка зачіпає видовий склад. Несприятливі сезонні погодні умови змушують багато видів мігрувати в райони з кращими умовами існування. Це характерно для перелітних птахів, а у видів, що залишаються зимувати в екосистемі, значно змінюється життєва активність. Більшість видів дерев і чагарників на зиму скидає листя. Припиняється активний розподіл клітин освітньої тканини. Вегетативні органи однорічних рослин відмирають. У багаторічних трав життєздатними залишаються тільки коренева система і зимуючі бруньки, прикриті від замерзання ґрунтом і сніжним покровом. Деякі види осілих тварин впадають в сплячку, попередньо накопичивши запаси енергетичної сировини - жиру. Інші ведуть взимку активний спосіб життя, тому що здатні забезпечити себе кормом.
Зі зміною сезонів року пов'язана зміна флористичного складу екосистем. Ранньою весною, коли ще не розпустилися листя на деревах, в березняку, осичняку або діброві можна побачити квітучі рослини-первоцвіти. Цю групу складають види з сімейства Лютикова (анемона дібровна, чистяк весняний, переліска благородна, сон-трава) і деякі інші.
Їх розвиток є пристосуванням до більш повного використання умов місцепроживання. Сніг уже зійшов, світла і тепла достатньо, а вегетація основних рослин ще не починалася. Така група багаторічних рослин, що розвиваються навесні протягом короткого періоду, називається ефемероїдами.
На той час, коли на деревах розпуститься листя і в лісі стане похмуро, ефемероїди вже повністю закінчують цикл свого розвитку. Надземні частини їх в'януть, відмирають, і вони зберігаються в грунті до наступної весни часто лише у вигляді цибулин, кореневищ, бульб тощо
Таким же чином до зміни сезонів року пристосувалися і тварини. Навесні у них з'являється потомство, активізація життєвих процесів припадає на літній період, а восени вони починають готуватися до майбутньої зимівлі.
Динаміка екосистем. Сукцесії і дигрессии
Всі різноманітні зміни, що відбуваються в будь-якому співтоваристві, можна віднести до двох основних типів: циклічні і поступальні.
Циклічні зміни спільнот відображають добову, сезонну та багаторічну періодичність зовнішніх умов і прояви ендогенних ритмів організмів.
Добові перетворення в біоценозах зазвичай виражені тим сильніше, чим значніше різниця температур, вологості та інших факторів середовища вдень і вночі.
Сезонна мінливість біоценозів виражається в зміні не тільки стану і активності, але і кількісного співвідношення окремих видів залежно від циклів їх розмноження, міграцій, відмирання окремих генерацій протягом року і т.п. На певний час року багато видів практично повністю вимикаються з життя спільноти, переходячи в стан глибокого спокою (заціпеніння, сплячки), перекочовуючи або відлітаючи в інші біотопи або географічні райони.
Сезонної мінливості схильна часто і ярусна структура біоценозу: окремі яруси рослин можуть повністю зникати в відповідні сезони року, наприклад, трав'янистий ярус, що складається з однорічників. Сезонні ритми спільнот найбільш чітко виражені в кліматичних зонах і областях з контрастними умовами літа та зими.
Багаторічна мінливість - нормальне явище в житті будь-якого біоценозу. Вона залежить від змін по роках метеорологічних умов (кліматичних флуктуації) або інших зовнішніх факторів, що діють на співтовариство (наприклад, ступеня розливу річок). Крім того, багаторічна періодичність може бути пов'язана з особливостями життєвого циклу рослин.
Зміни, що відбуваються в спільнотах екосистеми призводять, в кінцевому рахунку, до заміни одного співтовариства іншим, з іншим набором видів - домінантів. Причиною подібних замін можуть бути зовнішні фактори, тривалий час діючі в одному напрямку: меліоративне осушення болотних грунтів, забруднення водойм, перевипасання пасовищ і ін. Якщо при цьому подальше посилення впливу фактора призводить до поступового спрощення структури спільнот, збіднення їх складу, зниження продуктивності, то подібні зміни називають дігрессіоннимі. Закономірний спрямований процес зміни спільнот в результаті взаємодії живих організмів між собою і навколишнім їх абіотичним середовищем називають сукцесій (рис. 1).
Мал. 1. Сукцесія при заростання невеликого озера
