Типи екологічної сукцесії, дослідження та приклади



Екологічна послідовність це процес поступової заміни видів рослин і тварин у громаді, що викликає зміни у складі громади. Ми могли б також визначити це як зразок колонізації і вимирання в певному місці кількома видами. Ця закономірність характеризується тим, що вона несезонна, спрямована і безперервна.

Екологічна послідовність є типовою для спільнот, контрольованих "домінантою", тобто тих, в яких деякі види конкурентоздатні перевершують інші.

У цьому процесі "відкриття" виробляється внаслідок порушення, яке можна розглядати як очищення в лісі, новий острів, дюну, серед інших. Це відкриття спочатку займає "початковий поселенця", який переміщується з плином часу, тому що він не може зберегти свою присутність на місці.

Порушення зазвичай призводять до появи послідовності видів (що входять і виходять зі сцени), які навіть можна передбачити.

Наприклад, відомо, що ранні види в послідовності є хорошими колонізаторами, швидко ростуть і розмножуються, а пізніші види (які входять пізніше), повільніше ростуть і відтворюються, і допускають меншу доступність ресурсів.

Останні можуть розвиватися до зрілості в присутності ранніх видів, але в кінцевому рахунку зрештою виключають їх за рахунок конкуренції.

Індекс

  • 1 Типи правонаступництва
    • 1.1 Первинна сукцесія
    • 1.2 Вторинна сукцесія
  • 2 Дослідження екологічної сукцесії
    • 2.1 Генрі Чандлер Коулз
    • 2.2. Спори Клементс-Глісона
    • 2.3 Хто був правий?
  • 3 Як вивчаються екологічні сукцесії?
    • 3.1 Chronoserie або космічна заміна за часом (SFT)
  • 4 Приклади вивчення сукцесій
    • 4.1 Використання хроносерії в дослідженні первинної сукцесії
    • 4.2 Вивчення вторинних сукцесій
  • 5 Чи завжди існує послідовність??
  • 6 Посилання

Види правонаступництва

Екологи виділили два типи сукцесій, а саме: первинну сукцесію (що відбувається на ділянках без раніше існуючої рослинності), і вторинну сукцесію (що відбувається на ділянках з вже встановленою рослинністю).

Вона також має тенденцію розрізняти автогенну сукцесію, яка керується процесами, що діють в певному місці, і алогенною послідовністю, що обумовлена ​​факторами, зовнішніми для цього сайту..

Первинна сукцесія

Основною послідовністю є процес колонізації видів у місці, де не існує вже існуючої рослинності.

Вона виробляється в стерильних неорганічних субстратах, що утворюються внаслідок порушень, таких як вулканізм, заледеніння, серед інших. Прикладами таких субстратів можуть бути: лавові потоки і пемзові рівнини, новостворені піщані дюни, кратери впливу метеора, морен і субстрати, що виникли після відступу льодовика, серед інших.

Під час первинної послідовності, види можуть прибувати з далеких місць.

Процес сукцесії зазвичай відбувається повільно, оскільки для перших поселенців необхідно перетворити навколишнє середовище, роблячи його більш сприятливим для створення інших видів.

Наприклад, утворення ґрунту вимагає спочатку розкладання гірських порід, накопичення мертвого органічного матеріалу, а згодом і поступове встановлення грунтових мікроорганізмів..

Вторинна послідовність

Вторинна сукцесія відбувається на ділянках з уже встановленою рослинністю. Це відбувається після того, як порушення руйнує динаміку встановленого співтовариства, не повністю виключаючи всіх індивідів.

Серед загальних причин порушення, які можуть призвести до вторинної сукцесії, можна згадати: бурі, пожежі, хвороби, лісозаготівлі, видобуток, агросель, серед інших.

Наприклад, у випадках, коли рослинність ділянки частково або повністю ліквідована, ґрунт, насіння і добре розвинені спори залишаються в хорошому стані, процес колонізації нових видів називається вторинною послідовністю..

Дослідження екологічної сукцесії

Генрі Чандлер Коулз

Одним з перших, що визнали правонаступництво як екологічний феномен, був Генрі Чандлер Коулз (1899), який вивчав спільноти дюн різного віку в озері Мічиган (США), роблячи висновки про закономірності..

Коулз зауважив, що чим далі він відійшов від берега озера, були й старі дюни з переважанням різних видів рослин між ними.

Згодом у науковій сфері виникли глибокі суперечки щодо концепції спадкоємства. Одним з найвідоміших суперечностей є вчені Фредеріка Клементса та Генрі Глісона.

Спори Клементс-Глісона

Клементс стверджував, що екологічна спільнота є суперорганізмом, де види взаємодіють і підтримують один одного, навіть альтруїстично. У цій динаміці, таким чином, існує модель розвитку громади.

Цей дослідник представив такі поняття, як "істоти" і "кульмінаційна спільнота". Істоти являли собою проміжні етапи у спадкоємстві, тоді як кульмінація була стабільним станом, яке було досягнуто в кінці процесу спадкоємства. Різні кліматичні держави були продуктом численних екологічних режимів.

Зі свого боку, Глісон захищав гіпотезу про те, що громади просто розвивалися як наслідок відповідей кожного виду на ряд фізіологічних обмежень, характерних для кожного конкретного місця.

Для Глісона збільшення або зменшення виду в громаді не залежить від асоціацій з іншими видами.

Таке індивідуалістичне бачення розвитку громади вважає його просто набором видів, чиї індивідуальні фізіологічні вимоги дозволяють їм експлуатувати певне місце.

Хто був правий?

У короткостроковій перспективі концепція Клементса була широко прийнята в науковій спільноті, однак, у довгостроковій перспективі ідеї Глісона виглядали більш точними в описі процесу спадкоємності рослин..

Екологи подібних Уіттекер, Еглер і Одум взяли участь у цій дискусії, яка знову виникла в процесі розвитку екології громади.

Сьогодні до цієї дискусії додаються нові моделі, такі як «Друрі» і «Нісбет» (1973) і «Коннел і Слатер» (1977), які приносять нові уявлення про старі дебати..

Як це часто буває в цих випадках, найімовірніше, що жодне з бачень (або Клементс або Глісон) не є повністю неправильними і обидва мають певну кількість певних.

Як вивчаються екологічні сукцесії?

Послідовності, що розвиваються в нових оголеннях землі (наприклад, острів, який виник вулканізмом), зазвичай триває сотні років. З іншого боку, тривалість життя дослідника обмежена кількома десятиліттями. Отже, цікаво поставити питання про те, як протистояти розслідуванню правонаступництва.

Одним із способів вивчення сукцесій є пошук аналогічних процесів, які займають менше часу.

Наприклад, вивчення поверхонь певних кам'янистих прибережних стінок, які можуть бути залишені голими і повторно заселені колонізуючими видами після періодів років або десятиліть.

Chronoserie або космічна заміна за часом (SFT)

Вона називається cronoserie (від грецької хронос: time) або "заміщення простору за часом" (SFT за його абревіатурою англійською мовою), до іншої форми, що зазвичай використовується при вивченні сукцесій. Це полягає в аналізі спільнот різного віку та просторового розташування, що виникають в результаті однієї події порушення.

Головною перевагою SFT є те, що тривалі періоди спостереження (сотні років) не потрібні для вивчення послідовності. Проте, одна з його обмежень полягає в тому, що неможливо точно знати, наскільки подібні конкретні локації досліджуваних громад.

Тоді можна було б заплутати ефекти, пов'язані з віком місць, з ефектами інших змінних, пов'язаних з місцем розташування спільнот.

Приклади вивчення сукцесій

Використання хроносери в дослідженні первинної сукцесії

Приклад хроносерій міститься в роботах Каміджо і його співробітників (2002), які змогли зробити висновок про первинну сукцесію в базальтових вулканічних потоках острова Міяке-Джима в Японії..

Ці дослідники вивчали відому хроносексуальність різних вивержень вулканів, що датуються 16, 37, 125 і понад 800 років.

У 16-річному потоці вони виявили, що ґрунт був дуже дефіцитний, не мав азоту, а рослинність майже не існувала, за винятком декількох дрібних вільхах (Alnus sieboldiana).

Навпаки, на найдавніших ділянках було зафіксовано 113 таксонів, включаючи папороті, багаторічні трав'янисті рослини, ліани та дерева.

Потім вони реконструювали процес сукцесії, стверджуючи, що в першу чергу вільха, закріплювач азоту, колонізувала голу вулканічну лаву, полегшуючи пізніше входження вишневого дерева (Структура Prunus), середньої послідовності та лаврового (Machilus thunbergii), пізньої послідовності. Згодом утворився змішаний і затінений ліс, в якому переважали пологи Alnus і Prunus.

Нарешті, дослідники заявили, що заміни Machilus для шиї (Castanopsis sieboldii) довгоживуче дерево, і в чиїй деревині зазвичай розвивається відомий гриб Шиі-бей.

Вивчення вторинних сукцесій

Часто вивчаються вторинні сукцесії, використовуючи поля, які були покинуті. У США було проведено багато досліджень цього типу через точну дату відмови від цих полів..

Наприклад, відомий еколог Девід Тілман знайшов у своїх дослідженнях, що існує типова послідовність послідовностей, що відбуваються в цих старих полях:

  1. Спочатку колонізують поле щорічних бур'янів.
  2. За ними слідують багаторічні трав'янисті рослини.
  3. Потім включаються дерева ранньої сукцесії.
  4. Нарешті, входять дерева пізньої сукцесії, такі як хвойні та листяні породи.

Тільман вважає, що вміст азоту в ґрунті зростає по мірі прогресування сукцесії. Цей результат був підтверджений іншими дослідженнями, проведеними на рисових полях, залишених в Китаї.

Чи завжди є правонаступництво?

З початку цієї статті ми констатували, що екологічна послідовність є типовою для громад, які контролюються "домінантою", але це не завжди так..

Існують інші типи громад, які називаються "контрольованими засновниками". У даному типі спільнот представлено велику кількість видів, еквівалентних первинним колонізаторам отвору, створеного порушенням.

Вони є видами, добре пристосованими до абіотичного середовища, що виникає внаслідок порушення, і можуть зберігати своє місце до смерті, оскільки вони не є конкурентно витісненими іншим видом.

У цих випадках шанс є фактором, який визначає види, які переважають у громаді після порушення, залежно від того, які види можуть спочатку досягти відкритості.

Список літератури

  1. Ashmole, N.P., Oromi, P., Ashmole, M.J. і Martin, J.L. (1992). Первинна фауніальна сукцесія на вулканічній місцевості: дослідження лав і печер на Канарських островах. Biological Journal of Linnean Society, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Банет А. І. і Trexler J. C. (2013). Роботи з заміщення простору в часі в моделях екологічного прогнозування Еверглейдс. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / journal.pone.0081025
  3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. and Sasai, K. (2002). Первинна сукцесія тепло-помірного широколистяного лісу на вулканічному острові Міяке-Джіма, Японія. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10.1007 / bf02803192
  4. Maggi, Е., Bertocci, I., Vaselli, S. і Benedetti-Cecchi, L. (2011). Моделі Коннелла і Слаттера про спадкування в епоху біорізноманіття. Екологія, 92: 1399-1406. doi: 10.1890 / 10-1323.1
  5. Пікетт С. Т. А. (1989). Заміна простору в часі як альтернатива довгостроковим дослідженням. У: Likens G.E. (eds) Довгострокові дослідження в екології. Springer, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
  6. Poli Marchese, E та Grillo, M. (2000). Первинна сукцесія на лавових потоках на горі Етна. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.