28.8: Sukcesja ekologiczna

Na sukcesję ekologiczną wpływają procesy ułatwiania, hamowania i tolerancji. Ułatwianie ma miejsce, gdy wczesne gatunki sukcesyjne tworzą dla kolejnych gatunków korzystniejsze warunki ekologiczne, takie jak zwiększona dostępność składników odżywczych, wody lub światła. Natomiast hamowanie ma miejsce, gdy wczesne gatunki sukcesyjne stwarzają niekorzystne warunki ekologiczne dla potencjalnych kolejnych gatunków, na przykład ograniczając dostępność zasobów. W niektórych przypadkach późniejsze gatunki sukcesyjne mają szansę na rozwój tylko wtedy, gdy zakłócenie negatywnie wpływa na wczesne gatunki hamujące. Wreszcie tolerancja ma miejsce, gdy warunki ekologiczne stworzone przez gatunki wczesnej sukcesji nie pomagają ani nie utrudniają pojawienia się gatunków późniejszych.

Na przykład ekolodzy szeroko badali sukcesję pierwotną wynikającą z cofania się lodowców w Glacier Bay na Alasce. W ciągu 1500 lat pionierskie gatunki, takie jak wątrobowce, utorowały drogę pełzającym krzewom, które z kolei przygotowały grunt dla większych krzewów i drzew, takich jak olcha. Ostatecznie wyłoniła się społeczność kulminacyjna zdominowana przez świerki. Ułatwienia i hamowanie wpłynęły na ten wzór sukcesji. Krzewy i olchy Dryas poprawiały zawartość azotu w glebie, ułatwiając wchodzenie sadzonek świerka. Jednakże konkurencja i ściółka liściowa wytwarzana przez te wczesne gatunki sukcesyjne również utrudniały rozwój późniejszych gatunków. kiełkowanie i przeżycie sadzonek.

Zrozumienie sukcesji ekologicznej jest ważne, ponieważ człowiek znacząco wpływa na społeczności ekologiczne. Rolnictwo, wycinanie lasów i nadmierny wypas zwierząt gospodarskich zakłócają ekosystemy lądowe, powodując spadek różnorodności gatunków. Chociaż ekosystemy mogą naturalnie odbudować się po takich zakłóceniach w drodze sukcesji ekologicznej, poważne szkody (np. utrata składników odżywczych w glebie lub toksyczne chemikalia) mogą przedłużyć regenerację lub uniemożliwić ją. Aby rozwiązać ten problem, ekolodzy zajmujący się renaturyzacją stosują zasady sukcesji ekologicznej, aby przyspieszyć czas osiągnięcia przez społeczność—szczytu, naprawiając w ten sposób uszkodzony ekosystem.

Sukcesja ekologiczna to stopniowa zmiana struktury społeczności w czasie. Zmiana ta jest często inicjowana przez zakłócenia środowiskowe. Ekolodzy opisują, w jaki sposób społeczność rozwija się po zakłóceniu środowiska, jako sukcesję pierwotną lub wtórną.

Sukcesja pierwotna następuje, gdy organizmy kolonizują nagie skały wprowadzone przez cofające się lodowce lub erupcje wulkanów. W obu przypadkach w skale brakuje zarówno gleby, jak i form życia. Gatunki pionierskie to wytrzymałe organizmy, które mogą rozwijać się w trudnych warunkach spowodowanych takimi zakłóceniami środowiskowymi.

Porosty, organizmy symbiotyczne składające się z grzyba i glonów lub sinic są powszechnymi gatunkami pionierskimi. Porosty pobierają składniki odżywcze ze skały i wytwarzają biomasę w procesie fotosyntezy. Z biegiem czasu porosty przyspieszają wietrzenie skał, uwalniając kwasy i wnikając w powierzchnię skały.

Martwa biomasa z porostów przyczynia się do tworzenia gleby. Gleba jest następnie sekwencyjnie kolonizowana przez różne rodzaje roślin. Często najpierw pojawiają się mchy, potem trawy, a następnie krzewy, drzewa nietolerujące cienia, takie jak sosny, i drzewa odporne na cień, takie jak dęby.

Ostatecznie skład gatunkowy nowego zbiorowiska stanie się względnie stabilny. Taka kulminacyjna społeczność niewiele się zmieni, dopóki nie dojdzie do zakłócenia. Ogólnie rzecz biorąc, może minąć setki lat, zanim pierwotna sukcesja wytworzy społeczność kulminacyjną.

Sukcesja wtórna ma miejsce, gdy organizmy ponownie kolonizują siedlisko, które zostało oczyszczone przez zakłócenie, takie jak powódź lub pożar, który pozostawił glebę na miejscu. Po takim zakłóceniu gatunki pionierskie, takie jak rośliny jednoroczne, byliny zielne i trawy, zazwyczaj najpierw ponownie zasiedlają glebę, a następnie krzewy i drzewa. Wspólnota kulminacyjna, która wyłania się w sukcesji wtórnej, może być bardzo różna od poprzedniej. Sukcesja wtórna tworzy zbiorowisko kulminacyjne szybciej, zwykle po około 150 latach w przypadku lasów dębowych i hikorowych.