Сукцессия – это последовательная смена сообществ в одном местообитании. Сукцессия в биогеоценозах является более длительным процессом, чем сезонные изменения, но и не столь длительным, как эволюция экосистем. Это направленный процесс, контролируемый сообществом и ведущий к определённому состоянию. Обычно в ходе сукцессии можно выделить преходящие стадии, которые называются серийными сообществами (или попросту сериями), и окончательное устойчивое состояние – климаксное сообщество (климакс). Учение о сукцессиях сформулировано в 20-е годы XX века Ф. Клементсом.Причиной сукцессий является не только изменение местообитаний какими-то внешними факторами (пожар, извержение вулкана), но и вся совокупность взаимодействий между компонентами сообществ, а иногда – и воздействия со стороны человека.

Рис. 1. Этапы сукцессии

Различают первичную сукцессию, начинающуюся на субстратах, не затронутых процессами почвообразования (скальные породы, песчаные дюны, вулканическая лава), и вторичную сукцессию, происходящую на месте сформировавшихся биоценозов после их нарушения (в результате лесных пожаров, вырубки леса, засухи, эрозии и др.) или без такового (заболачивание пруда). На ранних этапах сукцессии формируется пионерное сообщество, характеризующиеся низким видовым разнообразием (несколькоавтотрофов-вселенцев), быстрым размножением и высокой продукцией. Цепи питания простые, устойчивость низкая. Дальнейший процесс представляет собой последовательную закономерную смену всё более сложных и всё более устойчивых сообществ (т. н. серия). Такой ряд экосистем ведет к наиболее устойчивому в данных условиях состоянию климакса. Климакс – «заключительная» фаза биогеоценотической сукцессии, заключающаяся в формировании относительно устойчивого, коренного фитоценоза и многообразных сетях питания, образованных консументами и редуцентами, а также иными формами межвидового взаимодействия (форическими, фабрическими, топическими).

Рис. 2. Изменение продуктивности в ходе сукцессии

Основная причина сукцессий – отсутствие равновесия между продукцией и дыханием в экосистеме, то есть неравновесность экологического баланса. Это приводит к изменению запаса органики в экосистеме и, в конечном счёте, к её изменению. Если вкаком-то сообществе продукция превышает дыхание (например, в исходной культуре водорослей – растворе минеральных солей, в который заселены фитопланктонные организмы), в нём начинается автотрофная сукцессия. Продукция в сообществе снижается, дыхание увеличивается, и, в конце концов, эти две величины достигают равенства. Гетеротрофная сукцессия начинается с состояния, в котором дыхание сообщества превышает продукцию. Постепенно гетеротрофы разрушают избыток органики, и в системе достигается равновесие между дыханием и продукцией.

Агроценозы (агроэкосистемы) – искусственно созданные либо направленно модифицированные экосистемы, поддерживаемые и контролируемые человеком, для достижения неких целей (поля, огороды, пастбища, сады, парки). Их отличительными особенностями являются:

• направленное нарушение разнообразия видов сообщества с доминированием одного, хозяйственно-ценного;
• уничтожение либо подавление развития других членов сообщества – так называемых «сорняков»;
• смещение экологического равновесия потоков вещества и энергии с целью достижения максимальной продуктивности;
• искусственное внесение вещества (минеральные удобрения, полив) и энергии (затраты энергии при уходе и прополке, производстве и применении ядохимикатов, удобрений и т. п.) в экосистему с целью повышения продуктивности;
• отсутствие механизмов самоподдержания и развития, а также бедность трофических сетей и их малоразвитость;
• относительная кратковременность существования.

Локальные и глобальные проблемы в биосфере, связанные с деятельностью человека обусловили необходимость постановки и решения экологических задач. Решение экологических задач включает следующие этапы: