Последовательную смену биоценозов на одной и той же территории во времени называют экологической сукцессией (от лат. succesio — преемственность, смена). Совокупность сменяющихся биоценозов называют сукцессионным рядом, или серией. Все промежуточные биоценозы носят название сериальных, а последний называется климаксовым (от греч. klimax — лестница, высшая точка).
Рассмотрим смену растительных сообществ на месте вырубленного елового леса с первоначальным использованием территории под пашню. Если пашню забрасывают, то через некоторое время она зарастает сорняками, куда постепенно внедряются луговые растения и затем образуется луг. Со временем на лугу появляется кустарник, позднее береза, ольха — формируется лиственный лес. Как только под пологом его сложатся благоприятные условия, там поселяется подрост ели, который, поднимаясь во второй и первый ярусы, способствует формированию смешанного леса. Поскольку ель долговечнее березы, осины, ольхи, то она их постепенно вытесняет, лиственные отмирают и вновь формируется еловый лес. Это типичная смена биоценозов в лесной зоне.
Примером сукцессии может послужить и процесс зарастания озера. Открытая водная поверхность сначала покрывается типичными водными растениями (кубышка, кувшинка, телорез). Накопление биомассы на дне ведет к обмелению озера и распространению полуводных растений: камыша, частухи подорожниковой, сусака зонтичного. На отмелях образуются островки, заселяющиеся сухопутными травянистыми растениями, затем кустарником и деревьями. На месте озера с течением времени вырастает лес.
В ряду сменяющихся биоценозов каждый предыдущий готовит условия для формирования последующего. В почве накапливается гумус, изменяется кислотность, содержание воды и минеральных элементов.
Длительность сукцессии зависит от климатических условий. Если в условиях умеренной зоны на полное восстановление первоначального ельника потребуется не менее 300 лет, то первозданные степные участки после распашки, использованные и оставленные человеком, восстанавливают первоначальный облик всего за 50 лет. Очень медленно восстанавливаются биоценозы тундровой зоны. Известно, что если по мохово-лишайниковому покрову тундры трижды (по одному следу) проехал вездеход, то время восстановления покрова практически неопределимо.
По происхождению различают первичные и вторичные сукцессии. При первичной заселение происходит на территориях!, абсолютно лишенных живого компонента: на остывших лавах после извержения вулкана, на образовавшихся в результате землетрясений морских островах или на плоских крышах современных городских домов. Процесс заселения длителен, первыми появляются лишайники, затем мхи. Постепенно они "подготавливают условия" для высших цветковых растений.
Вторичные сукцессии развиваются на площадях, где ранее обитали растения (заброшенное поле, лесная вырубка). В этих условиях почва имеет определенный запас веществ, приемлемое водоснабжение для восстановления нарушенного биоценоза, поэтому скорость протекания сукцессии довольно велика. Очень быструю сукцессию
можно наблюдать в сенном настое. Достаточно на несколько дней оставить отвар клевера, чтобы убедиться в смене видового состава обитателей настоя.
Сукцессии происходят и внутри биоценозов. На упавшем в лесу стволе дерева первые 3—4 года поселяются грибы, разрушающие древесину. Затем появляются насекомые, питающиеся разложившейся древесиной. Заселение ствола насекомыми влечет за собой и изменение состава хищников. На 8—10-м году резко сокращается количество ксилофагов (насекомых, разрушающих древесину), но появляются шляпочные грибы. Через 10—15 лет древесина полностью разрушается и специфический биоценоз исчезает.
Таким образом, если внимательно проанализировать окружающие нас биоценозы, то можно заметить, что на лугу со временем появляются кустарники, на нем постепенно исчезают некоторые виды травянистой растительности. В близлежащем березняке появляются ели, а на заброшенном соседнем приусадебном участке уже растут нивяник, пырей, мятлик и другие луговые растения. Все эти изменения происходят медленно, и человек не сразу концентрирует на них внимание, только по истечении нескольких лет становится заметно, как изменилась природная обстановка.
Вторичные сукцессии протекают повсеместно и постоянно. Зарастают вырубленные лесосеки и оставленные без внимания поля, заболачиваются луга и ранее осушенные болота. Причиной вторичных сукцессии часто служит хозяйственная деятельность человека или стихийные бедствия: лесные пожары, селевые потоки и т.д. И если человек не вмешивается в естественный ход событий, то с течением времени формируются биоценозы, наиболее характерные для этого региона. Это еще раз подтверждает один из законов экологии: "Природа знает лучше".