EkosystemekosystemEkosystem to układ ekologiczny, który składa się z zespołów organizmów (biocenoza) wraz ze środowiskiem przez nie zajmowanym, czyli biotopem. BiocenozabiocenozaBiocenoza oraz biotopbiotopbiotop tworzą ekosystem. Pomiędzy organizmami zasiedlającymi dane środowisko zachodzi szereg relacji, które pozwalają funkcjonować im w harmonii i równowadze.

R147Bn0Rfc2bY

Na ilustracji mokradła. Z wody wyrastają iglaste drzewa ze smukłymi, prostymi pniami. Woda ciemna, fragmentami pokryta rzęsą wodną. Odbijają się w niej drzewa.

Ekosystemy narażone są na zmiany warunków, w których funkcjonują, ale mimo to dążą do zachowania stanu wewnętrznej równowagi – dochodzi do zmian biocenozy i biotopu. Proces stopniowych, kierunkowych zmian prowadzących do powstania nowego lub przeobrażenia istniejącego ekosystemu nazywamy sukcesją.

SukcesjasukcesjaSukcesja to jedna z najważniejszych form zmienności ekosystemu w czasie. Sukcesja ekologiczna jest procesem kierunkowym, podczas którego dochodzi do stopniowych zmian w składzie gatunkowym i w warunkach biotycznych danego ekosystemu. Proces przebiega etapami od stadium początkowego, poprzez stadia pośrednie do klimaksuklimaksklimaksu. Stadium klimaksu w danych warunkach klimatyczno‑siedliskowych można uznać za stadium stabilne i zrównoważone. Charakteryzuje się ono rozwiniętymi i ustabilizowanymi związkami pomiędzy poszczególnymi populacjami, tworzącymi ekosystem. Wiąże się także z wysokim stanem biomasy oraz różnorodnością gatunkową. Wyróżniamy dwa rodzaje sukcesji: pierwotnąsukcesja pierwotnapierwotną i wtórnąsukcesja wtórnawtórną.

Sukcesja pierwotna zachodzi w miejscu, w którym dotychczas nie występowały organizmy (np. piaski wydm, pustynie, skały), i prowadzi do powstania pierwszej biocenozy. Niezasiedlony dotąd obszar kolonizują tzw. organizmy pionierskie – porosty, mchy, niektóre gatunki traw. Gatunki pojawiające się jako pierwsze muszą umieć korzystać z ubogich zasobów nowego środowiska. Ich obecność przygotowuje kolejne stadium sukcesji. Podłoże zostaje wzbogacone o materię organiczną i biogenybiogenybiogeny. Takie warunki sprzyjają wkraczaniu kolejnych gatunków, które mają większe wymagania środowiskowe.

Po etapie pionierskim następuje etap migracyjny, czyli napływania nowych gatunków, a potem etap kolonizacyjny, w którym wolna przestrzeń jest stopniowo zapełniania przez organizmy. Rozpoczyna się stadium współzawodnictwa – przybyłe gatunki zaczynają rywalizować ze sobą o przestrzeń oraz o czynniki niezbędne do przetrwania. Relacje międzygatunkowe zaczynają się zagęszczać, ale i stabilizować. Pełna stabilizacja i równowaga w powstałym ekosystemie to stadium klimaksu.

Sukcesja pierwotna jest długotrwała. W początkowych etapach sukcesji relacje między czynnikami tworzącymi nowe środowisko są mało skomplikowane. Z czasem wchodzą na wyższe etapy złożoności – dzieje się to w toku różnicowania gatunkowego i tworzenia nowych relacji międzygatunkowych. Sukcesja pierwotna jest bardzo powolna, ponieważ rozpoczyna się na terenach dziewiczych, dotychczas niezmienianych przez obecność i działalność organizmów. Są to przeważnie tereny niekorzystne dla rozwoju życia, np. nagie skały, obszary pustynne czy wydmy.

Rp2VgnSC4gCho

Na obrazku kamienie pokryte mchami i porostami. Skały szare, mchy w kolorze czarnym, szarozielonym i jasnozielonym, tworzą kolorową mozaikę.

Początkowo na nagiej skale osiedlają się najprostsze organizmy, czyli porosty. Porosty wytwarzają tzw. kwasy porostowe, które zaczynają przekształcać skałę – żłobić ją i kruszyć (erozja chemiczna skały). Tak przygotowana powierzchnia jest odpowiednia dla rozwoju nowych organizmów, np. mchów, które są w stanie zatrzymywać spadającą na skałę wodę deszczową. Na skale zaczynają się gromadzić szczątki organiczne wymieszane z drobnymi odłamkami skalnymi. Tworzą się w ten sposób warunki sprzyjające wzrostowi traw oraz turzyc (roślin trawiastych). Trawy zaczynają produkować większe ilości biomasy – ilość próchnicy zwiększa się, co daje dobre podłoże do dalszych przekształceń. Nowe rośliny mają też lepiej rozwinięty i wrastający głębiej system korzeniowy. Dzięki temu mogą rozwinąć się bardziej wymagające gatunki, na przykład krzewy. Z czasem w tym miejscu mogą powstać zarośla, a w kolejnej fazie rozwinie się las.

Sukcesja wtórna to proces przekształcania istniejącego ekosystemu w inny; to proces odbudowywania się biocenozy, która uległa zniszczeniu. Zniszczenia mogą mieć charakter antropogeniczny, jak i naturalny, abiotyczny, np. pożar, powódź, huragan. O sukcesji wtórnej możemy mówić wyłącznie w kontekście terenu, na którym obecny był już wcześniej inny ekosystem. W przypadku sukcesji wtórnej charakterystyczne jest, że gatunki pionierskie szybko zasiedlają nowy teren i szybciej też są zastępowane przez silniejsze organizmy, stanowiące kolejne stadium sukcesji. Sukcesja wtórna zachodzi znacznie szybciej niż pierwotna i kończy się powstaniem ekosystemu stabilnego dla danych warunków klimatycznych.

Przykładem sukcesji wtórnej jest przekształcanie się jeziora w las na skutek procesu eutrofizacji. Eutrofizacja to zagęszczanie materii organicznej w obrębie jeziora. Jest to proces czasem przyśpieszany, np. przez niekorzystną działalność człowieka (wprowadzanie ścieków). W jeziorze, w którym postępuje eutrofizacja, zaczyna intensywnie rozwijać się fitoplankton, który pokrywa taflę jeziora. Wzrasta także rozwój roślinności obrastającej brzegi jeziora. Do głębszych warstw jeziora z trudnością docierają promienie słoneczne. Na dnie zbiornika zaczyna osiadać muł gnilny i rozwijają się bakterie beztlenowe, które produkują siarkowodór. W tym momencie jezioro staje się zanieczyszczone, a życie w nim jest coraz trudniejsze. W dalszej kolejności następuje wypłycanie się jeziora. Ponadto zaczyna zarastać ono szuwarami (np. trzcinami). W rezultacie z jeziora powstaje bagno, z bagna torfowisko, z czasem następuje całkowity zanik jeziora poprzez jego zarośnięcie. Na tym etapie mamy już do czynienia z sukcesją wtórną. Zarośnięta powierzchnia powoli przekształca się w krzewiaste zarośla, a tak zmodyfikowany obszar stanowi już świetne podłoże dla rozwoju lasu. To samo dzieje się, gdy na pola czy łąki leżące odłogiem zaczyna wstępować nowa roślinność trawiasta, a następnie powstają zarośla i zaczyna kształtować się las.

RDP5fRAtmgCJY

Na ilustracji brzeg naturalnego zbiornika wodnego. Jasnozielona woda przechodzi w kamienisty brzeg. Na brzegu rosną drzewa, których gałęzie zwieszają się nad wodą. W  zbiorniku widoczne również kilka wpół zanurzonych przewróconych pni.

GradacjagradacjaGradacja to masowe rozmnożenie się osobników oraz wzrost liczebności populacji gatunku (np. szkodników roślin uprawnych, gryzoni). Zjawisko to wywołane jest korzystnymi warunkami ich rozwoju. Liczba osobników należących do określonej populacji wzrasta, przekraczając pojemność środowiska – osiąga wielokrotności wartości przeciętnych. Prowadzi to do wyczerpania zasobów w ekosystemie, wyniszczenia środowiska oraz do katastrofalnego naruszenia równowagi środowiska, w tym do zakłócenia mechanizmów ograniczania liczebności szkodników przez inne populacje biocenozy. Po gradacji pierwotnej często pojawiają się gradacje wtórne, co może prowadzić do zniszczenia całego ekosystemu. Gradacja często występuje w monokulturowych uprawach rolnych i lasach jednogatunkowych. Przykładem są owady, szkodniki leśne, np. strzygonia choinówka, brunatnica mniszka, które atakują drzewa i załamują równowagę biocenotyczną.

Innym przykładem gradacji jest wzrost populacji glonów (sinice, zielenice), które powodują zakwit wód. Przywrócenie równowagi w środowisku trwa latami. Prowadzi to niejednokrotnie do wyginięcia niektórych gatunków roślin i zwierząt.

Rh48xx3IX2cU6

Ilustracja przedstawia martwy las, zniszczony przez kornika drukarza. Na pierwszym planie widać przewrócone pnie drzew. Spomiędzy nich prześwitują pojedyncze zielone krzewy i fragmenty mchu. Dalszy plan zajmują stojące pnie drzew ogołocone z liści, z pojedynczymi, sterczącymi na boki uschniętymi gałęziami.

Słownik