Website: ecology-unit.unisalento.it/sezione unisalento it/sezione Staff-Sangiorgio

Transcript

1 CORSO SEMINARIALE SU: SUCCESSIONI ECOLOGICHE Franca Sangiorgio g Laboratorio di Ecologia DiSTeBA -Università del Salento Tel: franca.sangiorgio@unisalento.it Website: ecology-unit.unisalento.it/sezione unisalento it/sezione Staff-Sangiorgio Sangiorgio 1

2 4. EVOLUZIONE Ogni ecosistema è soggetto nel tempo a modificazioni sia nelle componenti strutturali sia nei processi. In un certo senso si può dire che l ecosistema nasce, cresce e matura. Questo processo di evoluzione prende il nome di: SUCCESSIONI ECOLOGICHE 2

3 4. EVOLUZIONE In base all origine, le successioni possono essere distinte in: - successioni autogene: auto-generate, in cui il motore principale è l evoluzione degli stessi componenti dell ecosistema ecosistema, con influenza dell ambiente esterno ridotta o nulla (Noble e Slatyer,1980) 3

4 4. EVOLUZIONE - successioni allogene : generate dall esterno, determinate in toto da forze esterne, indipendenti dalla componente biologica (e.g., tettonica a zolle, orogenesi) (Godwin, 1975) 4

5 In base a caratteristiche legate ad aspetti di produzione e respirazione dell ecosistema ecosistema, le successioni possono essere distinte in: - successioni autotrofe: nelle quali, inizialmente, i i la produzione è maggiore della respirazione (P > R) 5

6 - successioni eterotrofe: le quali si caratterizzano di una maggiore respirazione rispetto alla produzione (R > P). Le successioni eterotrofe sono mantenute da un flusso di energia sussidiaria proveniente dall ambiente di entrata dell ecosistema. P = Produttività Primaria Lorda (PPL) R = Respirazione della comunità Per cui: Negli stadi pionieri di una successione autotrofa si ha: P/R 1 Nella successione eterotrofa si ha: P/R 1, fintanto che la successione è sostenuta da un flusso di energia sussidiaria. 6

7 ESEMPIO SUCCESSIONE ETEROTROFA: Un esperimento di laboratorio con un microcosmo di infuso di fieno da esempio di S E. Quando un mezzo di coltura ottenuto bollendo del fieno è lasciato riposare, si sviluppa una coltura di batteri. Se poi si aggiunge acqua di stagno (con protozoi), inizierà una successione di popolazioni i di protozoi. Se nel tempo non si aggiunge altro mezzo di coltura il sistema morirà. Questo accade, ad esempio, nei tronchi in decomposizione, nelle carcasse etc. 7

8 Se la produzione (P) supera la respirazione (R), la materia organica e la biomassa si accumulano nel sistema: PN = la produzione netta PG = la produzione lorda R = la respirazione totale della comunità B = la biomassa totale 8

9 -negli stadi iniziali della successione ecologica, la produttività netta della comunità è particolarmente elevata; - nel tempo, si osserva, generalmente, un aumento dei processi di respirazione della comunità tanto da controbilanciare la produzione; ciò è dovuto al fatto che nel tempo si accumula nell ecosistema oltre ad una biomassa autotrofa, che produce e respira, una massa detritica che respira soltanto. -negli stadi di maturità della successione si può avere una riduzione della produzione lorda per la sostituzione di specie altamente produttive ma poco efficienti con specie meno produttive ma più efficienti. 9

10 A seconda delle caratteristiche dell ambiente in cui si originano, le successioni possono essere distinte in: - successioni primarie: le quali si costituiscono in ambienti che precedentemente non erano stati mai colonizzati da organismi - successioni secondarie: le quali si insediano in ambienti già colonizzati da comunità sulle quali è sopraggiunta uno stress ambientale che le ha distrutte 10

11 Un esempio di successione primaria sono le Dune di sabbia del Lago Michigan in cui, nel tempo, si è verificato: un...formazione ed inizio di nuove dune della sabbiose... successione ecologica restringimento del corpo idrico, con conseguente... 11

12 Serie temporali delle Dune del Lago Michigan Piante erbacee Pioppi Faggi Querce nere 12

13 Un esempio di successione secondaria è un campo agricolo abbandonato, in cui temporalmente dopo l abbandono si possono succedere......erbe perenni cespugli alberi Generalmente, successioni di questo tipo si instaurano in ambienti con situazioni pedoclimatiche favorevoli 13

14 Classificazione dei meccanismi di successione proposta da Connell e Slayter (1977): 1. Successione per facilitazione: l ingresso e l accrescimento di specie più tardive, dipende dalle specie più precoci che preparano il terreno 14

15 2. Successione per tolleranza: le specie tardive sono capaci di tollerare più bassi livelli di risorse e di accrescersi fino alla maturità in presenza di specie precoci, finendo per escluderle competitivamente (ex:successioni su colture abbandonate) 15

16 3. Successione per inibizione: finchè i colonizzatori i più precoci persistono senza subire danni, escludono o soffocano i successivi colonizzatori di tutte le specie 16

17 Il CLIMAX Climax èlacomunitàfinaleestabilediunaseriedistadi di sviluppo (sere) P = R. Nel 1916 Clements sosteneva l ipotesi del monoclimax, unico risultato finale di ogni successione in una data regione. Nel 1939 Tansley (ed altri) introdussero il concetto di policlimax,, ossia venne riconosciuto che un climax localepuòesseregovernatodaunsolofattoreodauna combinazione di fattori. 17

18 Climax regionale o climatico: determinato dal clima generale della regione Climax locali o edafici: determinati dalla topografia e dal microclima locale (Esempio di policlimax è dato dalle comunità forestali mature associate a diverse situazioni fisiche nella regione dell Ontario) Ontario). In realtà, là è molto dff difficile determinare sul campo una comunità di climax stabile. Solitamente si riesce solo a porre in evidenza che la velocità di variazione della successione diminuisce fino al punto in cui qualsiasi variazione diventa impercettibile all osservatore umano. 18

19 EVOLUZIONE DELLA BIOSFERA La biosfera, come un ecosistema, si è sviluppata per forze allogene quali mutamenti geologici e climatici e autogene come la selezione naturale. generale della regione. -Circa 4 miliardi di anni fa, i primi ecosistemi erano abitati da piccoli organismi eterotrofi anaerobi -In seguito si è verificata un esplosione demografica di batteri autotrofitr verdi (conversione ne di un atm atmosfera riducente dominata dalla CO 2 ). -Da allora gli organismi (uni- e pluricellulari) si sono evoluti, raggiungendo un controllo dell atmosfera 19

20 MICROCOSMI, MESOCOSMI E MACROCOSMI -Ecosistemi in miniatura, che simulano la natura, sono rappresentati da piccoli mondi come gli acquari. -Grosse vasche o recinzioni all aperto aperto (enclosure) sono esempi di mesoecosistemi. -Il nostro pianeta, estesi s bacini idrografici, foreste etc. sono esempi di macrocosmi. 20

21 BIOSPHERE 2 Costituisce un esempio di mesocosmo, un enclosure comprendente anche l uomo, che in futuro potrebbe essere trasferita anche sulla Luna o su altri pianeti, costruito nel Deserto di Sonora (Stati Uniti) Dal 1991 al persone vissero isolate in Biosphere 2 con input di energia solare e sussidiaria, ma si verificò la necessità di fornire ossigeno negli ultimi sei mesi (fotosintesi non sufficiente) 21

22 Mesocosmo sperimentale biorigenerativo con strutture di mantenimento BIOSPHERE 2 L enclosure Lenclosure in serra contiene gli ambienti di mantenimento della vita [foresta pluviale, l savana etc.] 22

23 html SAVANA BIOME AGRO-FORESTRY BIOME OCEAN BIOME LOWER RAINFOREST BIOME LOWER DESERT BIOME UPPER RAINFOREST BIOME UPPER DESERT BIOME 23