Typy ekologických posloupností, studie a příklady



Ekologická posloupnost je to proces postupné náhrady rostlinných a živočišných druhů v komunitě, což způsobuje změny ve složení obce. Mohli bychom ji definovat také jako vzor kolonizace a zániku na určitém místě několika druhy. Tento vzor je charakterizován tím, že není sezónní, směrový a spojitý.

Ekologická posloupnost je typická pro komunity kontrolované "dominancí", tj. Ty, ve kterých jsou některé druhy konkurenčně nadřazené ostatním druhům.

V tomto procesu se vytváří "otevření" v důsledku narušení, které může být viděno jako mýtina v lese, nový ostrov, duna, mimo jiné. Toto otevření je zpočátku obsazeno "počátečním osadníkem", který je přemístěn časem, protože nemůže udržet svou přítomnost v místě.

Poruchy obvykle způsobují vznik řady druhů (vstup a opuštění scény), které lze dokonce předvídat.

Je například známo, že rané druhy v řadě jsou dobrými kolonizátory, rychle rostou a rychle se rozmnožují, zatímco pozdější druhy (které vstupují později) jsou pomalejší v růstu a reprodukci a snášejí méně dostupnosti zdrojů..

Ty mohou růst až do zralosti v přítomnosti raných druhů, ale nakonec je vylučují konkurencí.

Index

  • 1 Typy nástupnictví
    • 1.1 Primární posloupnost
    • 1.2 Sekundární posloupnost
  • 2 Studie ekologické posloupnosti
    • 2.1 Henry Chandler Cowles
    • 2.2 Kontroverze Clements-Gleason
    • 2.3 Kdo měl pravdu?
  • 3 Jak se zkoumají ekologické posloupnosti?
    • 3.1 Chronoserie nebo nahrazení prostoru časem (SFT)
  • 4 Příklady studia dědictví
    • 4.1 Použití chronoserie ve studiu primární posloupnosti
    • 4.2 Studium sekundárních následnictví
  • 5 Existuje vždy posloupnost??
  • 6 Odkazy

Typy nástupnictví

Ekologové rozlišili dva typy dědictví, a to: primární sukcesi (vyskytující se v lokalitách bez předchozí vegetace) a sekundární sukcesi (vyskytující se v lokalitách s již zavedenou vegetací).

To také inklinuje rozlišovat mezi autogenní posloupností, který je řízen procesy, které operují uvnitř určitého místa, a alogenní posloupnost, který je řízen faktory vnější k tomuto místu \ t.

Primární posloupnost

Primární posloupnost je proces kolonizace druhů v místě, které nepředstavuje již existující vegetaci.

Vyrábí se ve sterilních anorganických substrátech, které vznikají mimo jiné zdroji rušení, jako je vulkanismus, zalednění. Příklady takových substrátů mohou být: lávové proudy a pemza, nově vytvořené písečné duny, impaktní krátery meteoritu, morény a substráty vystavené po ústupu ledovce, mimo jiné.

Během primární posloupnosti mohou druhy dorazit ze vzdálených míst.

Proces nástupnictví se obvykle objevuje pomalu, protože je nezbytné, aby první osadníci transformovali životní prostředí, což je příznivější pro založení jiných druhů..

Tvorba půdy vyžaduje například rozklad hornin na počátku, hromadění mrtvého organického materiálu a následné postupné usazování půdních mikroorganismů..

Sekundární posloupnost

Sekundární sukcese se vyskytuje v lokalitách s již zavedenou vegetací. K tomu dochází po poruše, která narušuje dynamiku zavedené komunity, aniž by se zcela odstranili všichni jednotlivci.

Mezi obvyklé příčiny narušení, které mohou vést k sekundární posloupnosti, můžeme zmínit: bouřky, požáry, nemoci, těžbu dřeva, těžbu, zemědělské zúčtování, mj..

Například v případech, kdy byla vegetace oblasti částečně nebo úplně odstraněna, půda, semena a dobře vyvinuté spory zůstávají v dobrém stavu, proces kolonizace nových druhů se nazývá sekundární posloupnost..

Studium ekologické posloupnosti

Henry Chandler Cowles

Jeden z prvních rozpoznat posloupnost jako ekologický fenomén byl Henry Chandler Cowles (1899), kdo studoval společenství dun různého věku v Lake Michigan (USA), dělat závěry o postupných vzorech \ t.

Cowles poznamenal, že čím dál se vzdálil od břehu jezera, byly mezi nimi starší duny s dominancí různých druhů rostlin mezi nimi..

Následně došlo ve vědecké oblasti k hlubokým sporům o pojetí nástupnictví. Jedním z nejznámějších sporů bylo, že vědci Frederick Clements a Henry Gleason.

Clements-Gleason spor

Clements argumentoval, že ekologická komunita je superorganismus, kde druhy se vzájemně ovlivňují a podporují, dokonce i altruisticky. V této dynamice proto existuje model rozvoje komunity.

Tento výzkumník představil pojmy jako „bytosti“ a „komunita vyvrcholení“. Bytosti představovaly mezistupně v posloupnosti, zatímco vrchol byl stabilní stav, který byl dosažen na konci procesu nástupnictví. Různé stavy vyvrcholení byly výsledkem mnoha ekologických režimů.

Gleason obhajoval hypotézu, že komunity se jednoduše vyvinuly jako důsledek odpovědí každého druhu na řadu fyziologických omezení, typických pro každou konkrétní lokalitu..

Pro Gleason vzrůst nebo úbytek druhu v komunitě nezávisel na asociacích s jinými druhy.

Tato individualistická vize komunitního rozvoje ji pokládá pouze za soubor druhů, jejichž individuální fyziologické požadavky jim umožňují využívat určité místo.

Kdo měl pravdu?

V krátkodobém horizontu byla vize Clementsu široce přijímána ve vědecké komunitě, nicméně z dlouhodobého hlediska se zdá, že Gleasonovy myšlenky jsou v popisu procesu sukcese rostlin přesnější..

Na této diskusi se podíleli ekologové jako např. Whittaker, Egler a Odum, kteří se znovu objevili ve vývoji komunitní ekologie..

K této diskusi se dnes přidávají novější modely, jako jsou například modely Druryho a Nisbeta (1973), a ty z Connella a Slatyera (1977), které přinášejí nové vize do staré debaty..

Jak je tomu v těchto případech často, je s největší pravděpodobností, že žádná z vizí (buď Clementsova nebo Gleasonova) není zcela nesprávná a obě mají určité množství určitých.

Jak jsou studovány ekologické posloupnosti?

Dědictví, která se vyvíjejí v nových výchozech země (například ostrov vynořený vulkanismem), obvykle trvá stovky let. Na druhé straně je životnost výzkumného pracovníka omezena na několik desetiletí. Je tedy zajímavé položit otázku, jak čelit vyšetřování dědictví.

Jedním ze způsobů, jak bylo zjištěno, že studuje nástupnictví, bylo hledání analogických procesů, které zabírají méně času.

Například studium povrchů některých skalnatých pobřežních stěn, které mohou být ponechány holé a repopulované kolonizačními druhy po období let nebo desetiletí.

Chronoserie nebo náhrada prostoru časem (SFT)

To se nazývá cronoserie (z řečtiny khronos: čas) nebo "nahrazení prostoru časem" (SFT jeho zkratkou v angličtině), do jiné formy běžně používané ve studiu dědictví. To spočívá v analýze komunit různého věku a prostorových umístění, které vyplývají z jediné poruchy.

Hlavní výhodou SFT je, že dlouhodobé pozorování (stovky let) není nutné studovat postupnost. Jedním z jeho omezení je však to, že nedokáže přesně vědět, jaké jsou specifické lokality studovaných komunit.

Pak by bylo možné zaměňovat účinky připisované věku míst, s účinky jiných proměnných, spojených s umístěním komunit..

Příklady studia dědictví

Použití chronoserie ve studiu primární posloupnosti

Příklad chronoseries je nalezený v práci Kamijo a jeho spolupracovníci (2002), kdo byl schopný odvodit primární posloupnost v čedičových sopečných tocích Miyake-jima ostrov v Japonsku..

Tito výzkumníci studovali známý chronosequence různých sopečných erupcí z 16, 37, 125 a více než 800 let..

V 16letém proudu zjistili, že půda je velmi vzácná, postrádá dusík a vegetace téměř chybí, s výjimkou několika malých olší (Alnus sieboldiana).

Naopak na nejstarších pozemcích zaznamenali 113 taxonů, včetně kapradin, trvalých bylin, lian a stromů..

Následně rekonstruovali proces sukcese, kde uvedli, že olše, dusík, fixátor, kolonizoval nahou sopečnou lávu, což usnadnilo pozdější vstup třešeň (Prunus speciosa), střední sukcese a vavřínu (Machilus thunbergii), pozdního nástupnictví. Následně vznikl smíšený a zastíněný les, kterému dominovaly rody Alnus a Prunus.

Konečně, výzkumníci uvedli, že nahrazení Machilus pro Shii (Castanopsis sieboldii) strom s dlouhou životností, v jehož dřevu se obvykle vyvíjí známé houby Shii-take.

Studium sekundárních posloupností

Sekundární sukcese jsou často studovány pomocí oborů, které byly opuštěny. V USA bylo provedeno mnoho studií tohoto typu vzhledem k přesnému datu opuštění těchto oblastí..

Například známý ekolog David Tilman ve svých studiích zjistil, že existuje typická posloupnost v posloupnostech, které se vyskytují v těchto starých oblastech:

  1. Nejprve kolonizujte polní plevel.
  2. Po nich následují vytrvalé bylinné rostliny.
  3. Pak jsou zahrnuty stromy rané sukcese.
  4. Nakonec vstoupí stromy pozdního nástupnictví, jako je jehličnany a tvrdé dřevo.

Tilman zjistil, že obsah dusíku v půdě se zvyšuje s postupováním posloupnosti. Tento výsledek byl potvrzen dalšími studiemi provedenými na rýžových polích opuštěných v Číně.

Existuje vždy posloupnost?

Od začátku tohoto článku jsme uvedli, že ekologická posloupnost je typická pro komunity ovládané „dominancí“, ale není to vždy takhle..

Existují i ​​jiné typy komunit, které se nazývají „kontrolované zakladateli“. V tomto typu komunit je prezentován velký počet druhů, které jsou ekvivalentní primárním kolonizátorům otvoru vytvořeného poruchou.

Jedná se o druhy dobře přizpůsobené abiotickému prostředí vyplývající z narušení a mohou si udržet své místo až do smrti, protože nejsou kompetitivně vysídleny jiným druhem..

V těchto případech je náhoda faktorem, který definuje druh, který převládá v komunitě po narušení, v závislosti na tom, který druh může nejprve dosáhnout otevření..

Odkazy

  1. Ashmole, N. P., Oromi, P., Ashmole, M.J. a Martin, J.L. (1992). Primární faunální posloupnost v sopečném terénu: studie lávy a jeskyně na Kanárských ostrovech. Biological Journal of Linnean Society, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Banet A. I. a Trexler J. C. (2013). Space-for-Time substituční práce v Everglades ekologických předpovědních modelech. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / journal.pone.0081025
  3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. a Sasai, K. (2002). Primární posloupnost teplého mírného lesa na sopečném ostrově, Miyake-jima, Japonsko. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10,1007 / bf02803192
  4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. a Benedetti-Cecchi, L. (2011). Connell a Slatyerovy modely sukcese v éře biodiverzity. Ecology, 92: 1399-1406. doi: 10,1890 / 10-1323,1
  5. Pickett S. T. A. (1989). Space-for-Time náhrada jako alternativa k dlouhodobým studiím. In: Likens G.E. (eds) Dlouhodobá studia v ekologii. Springer, New York, NY.
  6. Poli Marchese, E a Grillo, M. (2000). Primární posloupnost na lávových proudech na Etně. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.