Направления автотрофной и гетеротрофной сукцессий указаны стрелками. Сообщества, расположенные вдоль диагонали, потребляют за год в среднем примерно столько, сколько они создали, и их можно считать метаболически климаксными.[ ...]
Индикатором направления сукцессий при разных типах антропогенного воздействия на водоемы могут служить направление хода продукционно-деструкционных процессов и филогенетический ранг доминирующих групп беспозвоночных в сформированных сообществах. Так, например, при искусственном обогащении водотоков биогенными элементами вначале стимулировалось автотрофное звено, по мере возрастания органической нагрузки значение продуцентов снижалось, усиливалась роль консументов, а затем редуцентов. Упрощение отношений перифитонных сообществ с окружающей средой происходило через метаболический прогресс к его организационной деградации (Абакумов, Тальских, 1985).[ ...]
Однако такой круговорот возможен лишь в автотрофной системе, черпающей энергию от Солнца. Другое дело — гетеротрофная сукцессия, когда приток мертвого органического вещества не восполняет запасы, т. е. первичная продукция равна нулю, и участвуют в сукцессии только гетеротрофные организмы. В этом случае количество энергии не добавляется, а уменьшается, и система прекращает свое существование — все организмы погибают или, в лучшем случае, переходят в покоющиеся стадии. Хорошим примером такой сукцессии является сукцессия в гниющих стволах деревьев, в трупах животных, фекалиях и на вторичных стадиях обработки сточных вод. Такая модель сукцессии должна ассоциироваться, по мнению Ю. Одума (1975), с эксплуатацией залежей горючих полезных ископаемых человеком.[ ...]
В лабораторной модели микроэкосистемы можно скомбинировать автотрофную и гетеротрофную сукцессии, если пробы из уже развитых систем добавить в среду, обогащенную органическим веществом. Вначале, когда «цветут» гетеротрофные бактерии, система становится мутной, затем, когда нужные водорослям биогенные и ростовые вещества (в частности, тиамин) благодаря активности бактерий поступают в среду, система становится ярко-зеленой. Это, конечно, хорошая модель искусственной звтрофикации.[ ...]
Как мы убедились, человек, вероятно, не сможет жить лишь с одним или двумя видами автотрофных микроорганизмов, которые обеспечивали его жизненные потребности. Но, кроме того, необходимо выяснить, какие потребуются ему дополнительные биотические и физические компоненты. Мы не можем ответить на этот вопрос сейчас и не сможем сделать это до тех пор, пока те, кто разрабатывает биорегенерационные системы, не станут лучше представлять себе основные экологические принципы, например связи между стабильностью и разнообразием, биогеохимические циклы, пищевые цепи, развитие экосистемы (сукцессии) и т. п. Идея о максимальном выходе при минймальном размере должна быть отвергнута в пользу экологического правила, утверждающего, что «оптимальная эффективность всегда меньше максимальной». Иными словами, мы должны «проектировать вместе с природой», а не отбрасывать ее. А для этого надо делать упор на экосистемы, находящиеся в зрелом, или «климаксном», состоянии и обладающие высокой степенью саморегуляции, а следовательно, устойчивые к возмущениям и менее подверженные сукцессионным изменениям.[ ...]
Выделяют два главных типа сук-цессионных смен: 1 — с участием автотрофного и гетеротрофного населения; 2 — с участием только гетеротрофов. Сукцессии второго типа совершаются лишь в таких условиях, где создается предварительный запас или постоянное поступление органических соединений, за счет которых и существует сообщество: в кучах или буртах навоза, в разлагающейся растительной массе, в загрязненных органическими веществами водоемах и т. д.[ ...]
Слева от диагонали валовая продукция Р превосходит дыхание сообщества Я (РЩ больше единицы = автотрофность). Справа — картина обратная (Р/Я меньше единицы = гетеротрофность). В последнем случае сообщество живет за счет органического вещества, получаемого извне, илн за счет его предварительного запасания или накопления. Направления автотрофной и гетеротрофной сукцессий указаны стрелками. Сообщества, расположенные вдоль диагонали, потребляют за год в среднем примерно столько, сколько они создали, н их можно считать метаболически климаксиыми.[ ...]
Ю. Одум (1975) считает, что «с экологической точки зрения эволюцию биосферы, по-видимому, можно сравнить с гетеротрофной сукцессией, за которой последовал автотрофный режим». Но до сих пор, несмотря на 4 млрд лет эволюции, таксономический состав систем еще не стабилизировался. Биоразнообразие экосферы продолжает совершенствоваться за счет большого резерва в эволюции сообществ. На этом уровне ведущая роль принадлежит сопряженной эволюции и групповому отбору.[ ...]
Соотношение подземных и надземных частей. Важной и уникальной ‘ особенностью структуры наземных экосистем, определяющей продуктивность системы и участие в круговороте минеральных веществ, является непрерывность растительной ткани от вершины автотрофного яруса до основания гетеротрофного. Определенный интерес представляет поэтому соотношение подземных и надземных частей по биомассе продуцентов, продукции и биогенным веществам. В процессе сукцессии отношение подземных частей к надземным явно возрастает. Так, по данным Монка (1966), у однолетних растений на ранних стадиях сукцессии отношение подземных частей к надземным равно 0,1—0,2; у многолетних трав и у быстро растущих деревьев, таких, как сосна, оно составляет 0,2—0,5, а у медленно растущих деревьев климаксных сообществ, таких, как дуб и гикори, оно выражается величинами 0,5—1,0. Это можно считать еще одним проявлением того, что по мере развития экосистемы ее стабильность и способность удерживать минеральные вещества возрастают (гл. 9). На величину отношения подземных частей к надземным влияет температура; об этом свидетельствуют данные по некоторым сельскохозяйственным культурам, приведенным в табл. 50.[ ...]
Предполагается, что, когда примерно в середине палеозоя потребление кислорода наконец догнало его образование, содержание кислорода в атмосфере было близко к современному, т. е. к 20%. Таким образом, с экологической точки зрения эволюцию биосферы, по-видимому, можно сравнить с гетеротрофной сукцессией, за которой последовал автотроф-ный режим, подобной той сукцессии, которую можно создать в лабораторном микрокосме, начав с обогащенной органическим веществом культуральной среды. С середины девона, судя по геологическим данным, наблюдались подъемы и падения в содержании кислорода (фиг. 129). В конце палеозоя произошло заметное (может быть, до 5% современного уровня) снижение содержания 02 и повышение содержания СОг, сопровождавшееся изменениями климата и, по-видимому, послужившее толчком к обширному «автотрофному цветению», создавшему запасы ископаемого топлива, на которых основана современная промышленная цивилизация. Затем последовало постепенное возвращение к атмосфере с низким уровнем С02 и высоким уровнем 02, после чего отношение О2/СО2 остается в состоянии, которое можно назвать «колебательным стационарным состоянием».[ ...]