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28.8:

生态演替

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Ecological Succession

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生态演替是一个群落结构 随着时间出现的逐步变化。 这项改变通常 因为环境干扰所引起。 生态学家形容一个群落 在环境干扰后的演变为 初级演替或次级演替。 冰川融化或火山爆发后, 生物在光秃秃的岩石上繁衍生息,被称为初级演替。 在两种情况下,岩石上缺乏泥土和生物。 先锋物种(Pioneer species)是 在此类环境干扰创造的苛刻条件下 可以生存的顽强生物, 地衣(Lichen)、共生生物涵盖霉菌 和藻类或蓝藻细菌是常见的先锋物种。 地衣吸收石头里的养分 并通过光合作用生产生物质。 一段时间后,地衣通过释放醋和渗透岩石表面, 加速岩石的风化。 地衣的死亡生物质使岩石表面形成泥土。 随之,泥土将成为各种不同植物 的繁衍之地。 通常,藓类会先出现, 随之为草类,接着是灌木、阳性树, 比如松树,耐荫树如橡树。 最后,新群落的品种结构 将逐渐变得相对稳定。 这样的顶级群落(Climax Community)将会有点改变, 直至干扰发生。 总而言之,从一个初级演替演变 至顶级群落,需要花上数百年的世界。 当生物重新霸占一个被干扰清理, 比如水灾或火灾,导致只剩下土地的 一片栖息地时,这被称为次级演替。 随着此类干扰,先锋物种, 比如一年生植物、草本多年生植物和野草 一般上会先重新霸占该片土地, 随后为灌木和树木。 次级演替形成的顶级演替 可能会非常不同于之前的顶级演替。 次级演替比较迅速形成顶级演替, 通常需要150年 便可长成橡木和胡桃木森林。

28.8:

生态演替

生态演替受到促进,抑制和耐受过程的影响。当早期演替物种为后续物种创造更有利的生态条件时,例如增强的营养,水或光可用性,就会发生促进作用。相反,当早期演替物种为潜在的连续物种创造不利的生态条件时,例如限制资源可用性,就会发生抑制。在某些情况下,如果干扰对早期抑制物种产生负面影响,后来的演替物种只会茁壮成长。最后,当早期演替物种所产生的生态条件既不会帮助也不会阻碍后来继承物种的出现时,就会出现容忍现象。

例如,生态学家广泛研究了阿拉斯加冰川湾冰川退缩导致的原生演替。在1500年的时间里,苔类植物等先锋物种为匍匐灌木铺平了道路,而匍匐灌木又为像桤木这样的大型灌木和乔木奠定了基础。最终,一个以云杉为主的高潮群落出现了。促进和抑制影响了这种演替模式。旱地灌木和桤木提高了土壤的含氮量,有利于云杉幼苗的形成。然而,这些早期演替物种产生的竞争和落叶也阻碍了后期物种的萌发和幼苗存活。

了解生态演替是很重要的,因为人类对生态群落的影响很大。农业、砍伐和牲畜过度放牧扰乱了陆地生态系统,导致物种多样性下降。虽然生态系统可以通过生态演替自然地从这样的干扰中恢复,但严重的损害(例如,土壤养分流失或有毒化学品)可能会延长或阻止恢复。为了解决这一问题,恢复生态学家运用生态演替的原理,加快群落达到顶点的时间,从而修复受损的生态系统。

Suggested Reading

Chang, Cynthia C., and Benjamin L. Turner. "Ecological succession in a changing world." Journal of Ecology 107, no. 2 (2019): 503-509. [Source]

Emery, Sarah. 2010. “Succession: A Closer Look.” Nature Education Knowledge 3 (10): 45. [Source]

Chen, Jie, Hans-Peter Blume, and Lothar Beyer. “Weathering of Rocks Induced by Lichen Colonization — a Review.” Catena 39, no. 2 (March 1, 2000): 121–46. [Source]