Các kiểu kế thừa sinh thái, nghiên cứu và ví dụ



Thành công sinh thái đó là quá trình thay thế dần các loài thực vật và động vật trong một cộng đồng, gây ra những thay đổi trong thành phần của cộng đồng. Chúng ta cũng có thể định nghĩa nó là một mô hình thuộc địa và tuyệt chủng ở một nơi nhất định bởi nhiều loài. Mô hình này được đặc trưng bởi không theo mùa, định hướng và liên tục.

Thành công sinh thái là điển hình của các cộng đồng được kiểm soát bởi "sự thống trị", nghĩa là những cộng đồng trong đó một số loài có khả năng cạnh tranh vượt trội so với các cộng đồng khác.

Trong quá trình này, một "lỗ mở" được tạo ra do sự xáo trộn, có thể được coi là một khoảng trống trong rừng, một hòn đảo mới, một cồn cát, trong số những người khác. Sự mở đầu này ban đầu bị chiếm giữ bởi một "người định cư ban đầu", người bị thay thế bởi thời gian trôi qua vì anh ta không thể duy trì sự hiện diện của mình ở nơi này.

Sự nhiễu loạn thường làm xuất hiện một chuỗi các loài (đi vào và rời khỏi hiện trường), thậm chí có thể dự đoán được.

Ví dụ, người ta biết rằng các loài đầu tiên liên tiếp là những loài thực vật tốt, phát triển và sinh sản nhanh chóng trong khi các loài sau này (sinh ra muộn hơn), chậm phát triển và sinh sản hơn, và chịu đựng ít tài nguyên hơn.

Loại thứ hai có thể phát triển đến trưởng thành với sự hiện diện của các loài ban đầu, nhưng cuối cùng loại trừ chúng bằng cách cạnh tranh.

Chỉ số

  • 1 loại kế
    • 1.1 Thành công chính
    • 1.2 kế tiếp
  • 2 nghiên cứu về sự thành công sinh thái
    • 2.1 Henry Chandler Cowles
    • 2.2 Tranh cãi về Clements-Glory
    • 2.3 Ai đúng?
  • 3 Thành công sinh thái được nghiên cứu như thế nào?
    • 3.1 Biên niên sử hoặc Thay thế không gian theo thời gian (SFT)
  • 4 Ví dụ về nghiên cứu thành công
    • 4.1 Sử dụng đồng hồ bấm giờ trong nghiên cứu kế vị chính
    • 4.2 Nghiên cứu thành công thứ cấp
  • 5 Sự kế thừa luôn tồn tại??
  • 6 tài liệu tham khảo

Các loại kế

Các nhà sinh thái học đã phân biệt hai loại thành công, đó là: thành công chính (xảy ra ở những nơi không có thảm thực vật có từ trước) và kế tiếp thứ cấp (xảy ra ở những nơi có thảm thực vật đã được thiết lập).

Nó cũng có xu hướng phân biệt giữa sự kế thừa tự sinh, được thúc đẩy bởi các quá trình hoạt động trong một địa điểm cụ thể và sự kế thừa allogeneic, được điều khiển bởi các yếu tố bên ngoài trang web đó.

Kế vị chính

Sự kế thừa chủ yếu là quá trình xâm chiếm các loài ở một nơi không có thảm thực vật tồn tại từ trước.

Nó được sản xuất trong các chất nền vô cơ vô trùng được tạo ra bởi các nguồn gây nhiễu như núi lửa, băng hà, trong số những thứ khác. Ví dụ về các chất nền như vậy có thể là: dòng dung nham và đồng bằng đá bọt, cồn cát mới hình thành, miệng hố va chạm của thiên thạch, moraines và chất nền lộ ra sau sự rút lui của sông băng, trong số những thứ khác.

Trong sự thành công chính, các loài có thể đến từ những nơi xa.

Quá trình kế vị thường diễn ra chậm, bởi vì những người định cư đầu tiên cần phải biến đổi môi trường, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc thành lập các loài khác.

Ví dụ, sự hình thành đất đòi hỏi sự phân hủy đá xảy ra ban đầu, sự tích tụ của vật liệu hữu cơ chết và sau đó là sự hình thành dần dần của các vi sinh vật đất..

Thành công thứ cấp

Kế tiếp thứ cấp xảy ra trong các trang web với thảm thực vật đã được thiết lập. Điều này xảy ra sau khi một sự xáo trộn phá vỡ sự năng động của cộng đồng được thành lập, mà không loại bỏ hoàn toàn tất cả các cá nhân.

Trong số các nguyên nhân phổ biến của sự xáo trộn có thể dẫn đến sự thành công thứ cấp, chúng ta có thể đề cập đến: bão, hỏa hoạn, bệnh tật, khai thác gỗ, khai thác, phát quang nông nghiệp, trong số những người khác.

Ví dụ, trong trường hợp thảm thực vật của một khu vực đã bị loại bỏ một phần hoặc hoàn toàn, đất, hạt và các bào tử phát triển tốt vẫn còn trong tình trạng tốt, quá trình xâm chiếm của các loài mới được gọi là sự kế thừa thứ cấp..

Các nghiên cứu về sự thành công sinh thái

Henry Chandler Cowles

Một trong những người đầu tiên nhận ra sự kế thừa là một hiện tượng sinh thái là Henry Chandler Cowles (1899), người đã nghiên cứu các cộng đồng cồn cát ở nhiều độ tuổi khác nhau ở hồ Michigan (Hoa Kỳ), đưa ra những suy luận về các mô hình kế tiếp.

Cowles quan sát thấy rằng anh càng rời xa bờ hồ, có những cồn cát cũ với sự thống trị của các loài thực vật khác nhau giữa chúng.

Sau đó, đã có những tranh cãi sâu sắc trong lĩnh vực khoa học liên quan đến khái niệm kế nhiệm. Một trong những tranh cãi nổi tiếng nhất là các nhà khoa học Frederick Clements và Henry Glory.

Tranh cãi Clements-Glory

Clements lập luận rằng một cộng đồng sinh thái là một siêu sinh vật, nơi các loài tương tác và hỗ trợ lẫn nhau, thậm chí là vị tha. Do đó, trong sự năng động này, có một mô hình phát triển cộng đồng.

Nhà nghiên cứu này đã giới thiệu các khái niệm như "chúng sinh" và "cộng đồng cao trào". Chúng sinh đại diện cho các giai đoạn trung gian nối tiếp nhau, trong khi cao trào là trạng thái ổn định đạt được vào cuối quá trình kế vị. Các trạng thái cao trào khác nhau là sản phẩm của nhiều chế độ môi trường.

Về phần mình, Glory bảo vệ giả thuyết rằng các cộng đồng phát triển đơn giản là kết quả của phản ứng của từng loài đối với một loạt các hạn chế sinh lý, điển hình của từng địa điểm cụ thể.

Đối với Glory, sự tăng hay giảm của một loài trong cộng đồng không phụ thuộc vào sự liên kết với các loài khác.

Tầm nhìn cá nhân về phát triển cộng đồng này, coi nó đơn giản là một tập hợp các loài có yêu cầu sinh lý cá nhân cho phép chúng khai thác một địa điểm cụ thể.

Ai đúng?

Trong ngắn hạn, tầm nhìn của Clements đã được chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng khoa học, tuy nhiên, về lâu dài, các ý tưởng của Glory dường như chính xác hơn trong mô tả quá trình kế thừa thực vật.

Các nhà sinh thái học của Whittaker, Egler và Odum, đã tham gia vào cuộc thảo luận này đã xuất hiện trở lại trong suốt quá trình phát triển của hệ sinh thái cộng đồng.

Ngày nay, những mô hình gần đây hơn như của Drury và NVDet (1973) và của Connell và Slatyer (1977), mang lại tầm nhìn mới cho cuộc tranh luận cũ, được thêm vào cuộc thảo luận này..

Như thường thấy trong các trường hợp này, rất có thể là không có tầm nhìn nào (cả Clements 'hoặc Glory) là hoàn toàn không chính xác và cả hai đều có một số lượng nhất định.

Làm thế nào thành công sinh thái được nghiên cứu?

Những thành công phát triển ở những vùng đất mới (ví dụ một hòn đảo nổi lên bởi núi lửa), thường mất hàng trăm năm. Mặt khác, tuổi thọ của một nhà nghiên cứu bị giới hạn trong một vài thập kỷ. Vì vậy, thật thú vị khi đặt câu hỏi làm thế nào để đối mặt với việc điều tra các thành công.

Một trong những cách đã được tìm thấy để nghiên cứu thành công, là tìm kiếm các quá trình tương tự mất ít thời gian hơn.

Ví dụ, nghiên cứu bề mặt của một số bức tường đá ven biển nhất định, có thể để trống và được phục hồi bằng cách xâm chiếm các loài sau thời gian nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ.

Chronoserie hoặc thay thế không gian theo thời gian (SFT)

Nó được gọi là bạn thân thiết (từ tiếng Hy Lạp khronos: thời gian) hoặc "thay thế không gian theo thời gian" (SFT bằng từ viết tắt bằng tiếng Anh), sang một hình thức khác thường được sử dụng trong nghiên cứu kế tiếp. Điều này bao gồm trong phân tích các cộng đồng ở các độ tuổi và vị trí không gian khác nhau, phát sinh từ một sự kiện xáo trộn duy nhất.

Ưu điểm chính của SFT là thời gian quan sát dài (hàng trăm năm) không bắt buộc phải nghiên cứu kế tiếp. Tuy nhiên, một trong những hạn chế của nó liên quan đến việc không thể biết chính xác các địa điểm cụ thể của các cộng đồng được nghiên cứu giống nhau như thế nào.

Sau đó, có thể nhầm lẫn giữa các hiệu ứng do tuổi của các địa điểm, với hiệu ứng của các biến khác, được liên kết với các vị trí của cộng đồng.

Ví dụ về nghiên cứu thành công

Sử dụng một đồng hồ bấm giờ trong nghiên cứu về sự kế thừa chính

Một ví dụ về đồng hồ bấm giờ được tìm thấy trong tác phẩm của Kamijo và cộng sự của ông (2002), người có thể suy ra sự kế thừa chính trong dòng chảy núi lửa bazan của đảo Miyake-jima ở Nhật Bản..

Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu một niên đại đã biết của các vụ phun trào núi lửa khác nhau có niên đại từ 16, 37, 125 và hơn 800 năm tuổi.

Trong dòng chảy 16 năm, họ thấy rằng đất rất khan hiếm, thiếu nitơ và thảm thực vật gần như không có, ngoại trừ một vài trường hợp nhỏ (Alnus sieboldiana).

Ngược lại, trong những mảnh đất lâu đời nhất, họ đã ghi nhận 113 đơn vị phân loại, bao gồm dương xỉ, cây thân thảo lâu năm, cây dây leo và cây.

Sau đó, họ đã xây dựng lại quá trình kế vị, nói rằng ở nơi đầu tiên, người sửa chữa nitơ, đã xâm chiếm dung nham núi lửa trần trụi, tạo điều kiện cho sự xâm nhập của cây anh đào sau này (Prunus speciosa), của sự kế vị trung bình và của vòng nguyệt quế (Machilus thunbergii), của sự kế vị muộn. Sau đó, một khu rừng hỗn hợp và bóng mờ được hình thành, bị chi phối bởi các chi Khỉ và Prunus.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng việc thay thế Máy móc cho Shii (Castanopsis sieboldii) cây sống lâu, và trong gỗ, nấm Shii-Take nổi tiếng thường được phát triển.

Nghiên cứu thành công thứ cấp

Thành công thứ cấp thường được nghiên cứu bằng cách sử dụng các lĩnh vực đã bị bỏ rơi. Tại Hoa Kỳ, nhiều nghiên cứu thuộc loại này đã được thực hiện, do ngày chính xác của việc từ bỏ các lĩnh vực này..

Ví dụ, nhà sinh thái học nổi tiếng David Tilman đã tìm thấy trong các nghiên cứu của mình rằng có một chuỗi điển hình trong các thành công xảy ra trong các lĩnh vực cũ này:

  1. Đầu tiên xâm chiếm cỏ dại hàng năm.
  2. Chúng được theo sau bởi các loại cây thân thảo lâu năm.
  3. Sau đó, cây kế vị sớm được kết hợp.
  4. Cuối cùng, những cây kế vị muộn, như cây lá kim và gỗ cứng, đi vào.

Tilman thấy rằng hàm lượng nitơ trong đất tăng lên khi sự kế tiếp tiến triển. Kết quả này đã được xác nhận bởi các nghiên cứu khác được thực hiện trên các cánh đồng lúa bị bỏ hoang ở Trung Quốc.

Có phải luôn luôn có sự kế thừa?

Chúng tôi đã tuyên bố từ đầu bài viết này, rằng sự thành công sinh thái là điển hình của các cộng đồng được kiểm soát bởi "sự thống trị", nhưng không phải lúc nào cũng như vậy.

Có những loại cộng đồng khác được gọi là "được kiểm soát bởi những người sáng lập". Trong loại cộng đồng này, một số lượng lớn các loài tương đương với các thuộc địa chính của một lỗ mở được tạo ra bởi một sự xáo trộn được trình bày.

Đây là những loài thích nghi tốt với môi trường phi sinh học do sự xáo trộn và có thể duy trì vị trí của chúng cho đến khi chết, vì chúng không bị thay thế bởi các loài khác.

Trong những trường hợp này, cơ hội là yếu tố xác định loài chiếm ưu thế trong một cộng đồng sau một sự xáo trộn, tùy thuộc vào loài nào có thể đạt được trước khi mở.

Tài liệu tham khảo

  1. Ashmole, N. P., Oromi, P., Ashmole, M. J. và Martin, J. L. (1992). Thành công động vật nguyên sinh trong địa hình núi lửa: nghiên cứu dung nham và hang động trên quần đảo Canary. Tạp chí sinh học của Hiệp hội Linnean, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Banet A. I. và Trexler J. C. (2013). Công việc thay thế không gian theo thời gian trong các mô hình dự báo sinh thái của Everglades. PLoS MỘT 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / tạp chí.pone.0081025
  3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. và Sasai, K. (2002). Thành công chính của khu rừng lá rộng ôn đới ấm áp trên một hòn đảo núi lửa, Miyake-jima, Nhật Bản. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10.1007 / bf02803192
  4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. và Benedetti-Cecchi, L. (2011). Các mô hình kế thừa của Connell và Slatyer trong kỷ nguyên đa dạng sinh học. Sinh thái học, 92: 1399-1406. doi: 10.1890 / 10-1323.1
  5. Pickett S. T. A. (1989). Thay thế không gian theo thời gian như một sự thay thế cho các nghiên cứu dài hạn. Trong: Likens G.E. (eds) Nghiên cứu dài hạn về sinh thái. Springer, New York, NY.
  6. Poli Marchese, E và Grillo, M. (2000). Thành công chính trên dòng dung nham trên núi Etna. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.