Сукцесія та етапи відновлення екосистеми

Сукцесія та етапи відновлення екосистеми

Відновлення - це прискорення природних процесів, а не їх заміна

Будь-яка екосистема розвивається поступово. Вона не виникає відразу у вигляді зрілого лісу, плодового саду або багатого ґрунту. У природі існують послідовні стадії розвитку, кожна з яких готує умови для наступної.

Цей процес називається екологічною сукцесією.

Сукцесія - один із фундаментальних механізмів самоорганізації біосфери. Вона забезпечує перехід від відкритих та бідних субстратів до складних, стійких екосистем з високим біорізноманіттям, розвиненим ґрунтом та стійким кругообігом води та речовин.

У моделі DREVO завдання людини полягає не в тому, щоб замінити природну сукцесію штучними технологіями, а в тому, щоб розуміти її закономірності, усувати перешкоди та безпечно прискорювати природний розвиток.

Головний принцип:

Кожен етап відновлення має створювати умови для наступного етапу. Не можна перестрибнути через стадії, не втративши стійкість майбутньої системи.

1. Що таке сукцесія

Екологічна сукцесія - це поступова зміна складу організмів, структури екосистеми та умов середовища у часі.

Під час сукцесії одночасно змінюються:

геохімічні процеси;

водний режим;

ґрунтоутворення;

склад мікроорганізмів;

грибні угруповання;

рослинність;

тваринний світ;

мікроклімат;

кругообіг речовин;

стійкість усієї системи.

Кожна стадія створює середовище, у якому стають можливими такі форми життя.

2. Первинна та вторинна сукцесія

Первинна сукцесія

Починається там, де повноцінного ґрунту практично немає.

Приклади:

вулканічні лавові поля;

скельні поверхні;

льодовикові відкладення;

свіжі піщані дюни;

техногенні відвали;

оголена порода.

Тут необхідно практично з нуля сформувати ґрунт.

Вторинна сукцесія

Починається там, де ґрунт зберігся повністю або частково.

Приклади:

вирубані ліси;

занедбані сільгоспземлі;

території після пожеж;

колишні пасовища;

деградовані лісостепи;

занедбані сади.

Такі ділянки відновлюються значно швидше завдяки насінному банку, що зберігся, мікроорганізмам і ґрунтовому профілю.

3. Основний закон сукцесії

Кожна стадія створює умови для наступного.

Піонерні види змінюють середовище.

Вони:

затримують пил;

утримують воду;

створюють органічну речовину;

знижують температуру поверхні;

зменшують швидкість вітру;

створюють мікросередовища;

формують перші ґрунтові горизонти.

Після цього стають можливими більш вимогливі рослини.

Тому піонерні види не можна вважати "бур'янами" лише тому, що вони тимчасово домінують.

У багатьох випадках саме вони починають відновлення всієї території.

4. Послідовність відновлення DREVO

Модель DREVO виділяє вісім основних стадій розвитку екосистеми.

Стадія 0. Порушена територія

Характерні ознаки:

зруйнований ґрунтовий покрив;

втрата органіки;

активна ерозія;

порушений водний режим;

вкрай низька біорізноманіття.

Основне завдання:

зупинити подальшу руйнацію.

Стадія 1. Мінеральна поверхня

Переважають:

пісок;

каміння;

реголіт;

оголена порода.

Життя представлене окремими мікроорганізмами.

Головна мета:

створити умови для перших організмів.

Стадія 2. Піонерна екосистема

З'являються:

бактерії;

ціанобактерії;

лишайники;

мохи;

перші трави.

Основні процеси:

накопичення органіки;

утримання пилу;

початок ґрунтоутворення.

Стадія 3. Трав'яна спільнота

Розвиваються:

багаторічні трави;

бобові;

ґрунтопокривні рослини;

перші запилювачі.

Ґрунт починає активно відновлюватися.

Стадія 4. Чагарникова стадія

З'являються:

чагарники;

дерев'яні піонери;

ягідні види;

захисні лінії.

Поліпшується мікроклімат.

Зростає утримання води.

Стадія 5. Молодий ліс

Формуються:

деревний полог;

підлісок;

лісова підстилка;

грибні сітки;

молоді ґрунтові горизонти.

Починає працювати внутрішній кругообіг речовин.

Стадія 6. Зрілий ліс

З'являються:

кілька ярусів;

старі дерева;

лежача деревина;

природне поновлення;

стабільний мікроклімат;

багате ґрунтове життя.

Екосистема стає значно менш залежною від зовнішнього втручання.

Стадія 7. Лісосад

Після формування стійкої природної основи поступово запроваджуються продуктивні види.

З'являються:

плодові дерева;

горіхоплідні культури;

лікарські рослини;

харчові чагарники;

гриби;

медоноси.

Головна відмінність лісосаду від саду полягає в тому, що продуктивність ґрунтується на вже сформованій природній системі.

5. Зміни на кожній стадії

Під час сукцесії одночасно відбувається кілька процесів.

Ґрунт

Збільшуються:

глибина;

органічна речовина;

кількість грибів;

кількість мікроорганізмів;

пористість;

вологоємність.

Вода

Зростає:

інфільтрація;

утримання вологи;

харчування ґрунтових вод;

вологість повітря.

Знижується:

швидкість стоку;

поверхнева ерозія.

Клімат

Поступово зменшуються:

перегрів поверхні;

швидкість вітру;

перепади температури.

Формується стійкий мікроклімат.

Біорізноманіття

Збільшуються:

кількість видів;

кількість екологічних ніш;

складність харчових кіл;

стійкість системи.

6. Роль піонерних видів

Піонерні рослини мають унікальні властивості.

Вони здатні:

переносити екстремальні умови;

швидко заселяти вільні ділянки;

покращувати структуру ґрунту;

утримувати вологу;

створювати органічну речовину;

готувати місце для дерева.

Відновлювальні проекти не повинні без потреби знищувати такі спільноти.

У багатьох випадках правильніше використовувати їх як природні помічники.

7. Перехід до деревної стадії

Дерева вводяться тоді, коли територія вже здатна їх підтримувати.

Перед масовою посадкою необхідно переконатися, що:

вода утримується;

ерозія зупинена;

сформований трав'яний покрив;

розвивається ґрунтове життя;

з'явилися чагарники чи дерев'яні піонери.

Рання посадка великої кількості дерев на повністю деградованій землі часто призводить до високої загибелі рослин та невиправданих витрат.

8. Принцип природного прискорення

DREVO використовує методи, що прискорюють природну сукцесію:

відновлення водного режиму;

мульчування;

покривні культури;

створення мікроклімату;

використання місцевих піонерних видів;

повернення органічної речовини;

розвиток грибних угруповань;

збереження насіннєвих дерев;

захист природного підросту.

Кожне втручання має посилювати природні процеси, а чи не підміняти їх.

9. Мозаїчна послідовність

У природі різні ділянки розвиваються із різною швидкістю.

Навіть на невеликій території одночасно можуть існувати:

відкриті ділянки;

луки;

чагарникові угруповання;

молодий ліс;

зрілий ліс;

вологі зони;

кам'янисті ділянки.

Така різноманітність підвищує стійкість усієї системи.

Проект DREVO уникає створення повністю однорідних насаджень.

10. Зворотна сукцесія

Екосистема може рухатися не лише вперед, а й назад.

Причинами можуть бути:

пожежі;

забруднення;

надмірний випас;

вирубування;

засолення;

зміна водяного режиму;

інвазивні види;

зміна клімату.

Тому відновлення потребує постійного спостереження.

11. Природне поновлення

Одним із головних показників успішної сукцесії є здатність території самостійно відтворювати рослинність.

Оцінюються:

самосів дерев;

підріст;

поширення чагарників;

оновлення травостою;

збереження грибних сіток;

поява нових поколінь рослин.

Якщо система вимагає постійної пересадки більшості рослин, то сукцесія ще не завершена.

12. Індикатори зрілості екосистеми

З розвитком збільшуються:

потужність ґрунту;

вміст органічної речовини;

кількість ярусів;

кількість великих дерев;

обсяг мертвої деревини;

різноманітність грибів;

кількість запилювачів;

стійкість до посухи;

природне поновлення.

Ці показники важливіші за вік посадок.

13. Роль людини

На ранніх стадіях участь людини найактивніша.

З розвитком екосистеми втручання поступово зменшується.

Послідовність виглядає так:

Захистити територію.

Зупинити руйнацію.

Відновити воду.

Відновити ґрунт.

Підтримати піонерні види.

Допомогти дерев'яним співтовариствам.

Спостерігати.

Підтримувати природні процеси.

Ідеальною вважається система, яка через кілька десятиліть потребує лише періодичного догляду та моніторингу.

14. Горизонти часу

Сукцесія вимірюється десятиліттями та століттями.

Зразкова динаміка:

Кожна територія розвивається зі своєю швидкістю залежно від клімату, ґрунту, води та ступеня деградації.

15. Головний критерій успішної сукцесії

Головним результатом відновлення є не кількість посаджених дерев та не швидкість озеленення.

Успіх визначається тим, що екосистема починає самостійно:

утримувати воду;

створювати ґрунт;

оновлювати рослинність;

підтримувати біорізноманіття;

захищати себе від ерозії;

адаптуватися до змін;

формувати нові покоління організмів.

Підсумковий принцип DREVO

Сукцесія — це мова, якою природа відновлює саму себе.

Людина не повинна переписувати цю мову, а повинна навчитися розуміти її, усувати перешкоди та допомагати природним процесам розвиватися швидше, зберігаючи їхню внутрішню логіку.

Саме тому кожна відновлена ​​територія розглядається не як завершений об'єкт, а як жива система, яка продовжуватиме змінюватись, ускладнюватись та передавати накопичену стійкість наступним поколінням.