WikiDer > Модель экологической сукцессии Коннелла – Слейера

Connell–Slatyer model of ecological succession

Экологическая преемственность можно понимать как процесс изменения видового состава внутри сообщества из-за экологического нарушения, и он сильно варьируется в зависимости от первоначального нарушения, вызвавшего сукцессию.[1] Джозеф Коннелл и Ральф Слейер далее развили понимание сукцессионных механизмов в своей статье 1977 года и предложили, что существует 3 основных режима сукцессионного развития. Эти последовательности можно понять в контексте конкретных теории истории жизни отдельных видов в экологическом сообществе.

Исследование 1977 г.

Коннелл и Слейтер решили сосредоточиться на аутогенная последовательность, который возникает на вновь обнаженных формах рельефа и инициируется изменениями внутри сообщества, а не геофизической трансформацией.[2] Они были нацелены на растения и неподвижные водные организмы, которые требовали наибольшей площади поверхности в окружающей среде и могли изменить физический ландшафт. Они определили сообщество как «совокупность организмов, которые встречаются вместе и существенно влияют на распространение и численность друг друга».

Модели

Ключевым фактором, отличающим три модели, является то, как процесс сукцессии влияет на исходные, пионерные виды (то есть на их относительный успех на более поздних сукцессионных стадиях).[3]

Модель облегчения

Модель содействия

Основываясь на предположении, что только определенные виды с качествами, идеальными для «ранней сукцессии», могут колонизировать вновь обнаженные формы рельефа после экологическое нарушение.

  • Эти «колонизирующие» качества включают: высокоэффективные методы расселения, способность оставаться в состоянии покоя в течение длительных периодов времени и быструю скорость роста. Тем не менее вид-пионер часто впоследствии становятся менее успешными, если территория густо заселена окружающими видами из-за повышенной тени, подстилки или скопления корней в почве и т. д.[3]
  • Таким образом, присутствие ранних сукцессионных видов часто меняет окружающую среду, так что среда обитания становится менее благоприятной для собственных экологических требований первоначального вида и способствует вторжению более поздних сукцессионных видов.[3] (Примечание: см. Экологическое содействие.)

Модель допуска

Модель допуска

В этом случае новые виды-пионеры не препятствуют и не способствуют росту и успеху других видов. Таким образом, последовательность сукцессий полностью зависит от характеристик жизненного цикла, таких как конкретное количество энергии, которое вид выделяет для роста.[3]

  • В климакс сообщество состоит из наиболее «терпимых» видов, которые могут сосуществовать с другими видами в более густонаселенной местности. В конце концов, доминирующие виды заменяют или сокращают численность первых видов за счет конкуренция.[3]

Модель ингибирования

Модель ингибирования

Более ранние сукцессионные виды фактически подавляют рост более поздних сукцессионных видов и уменьшают рост уже существующих колонизирующих видов.[3]

  • Пример: виды-первопроходцы могут изменять окружающую среду за счет быстрого роста и делать территорию все более тенистой (существенно увеличивая конкуренцию за свет).[3]
  • Таким образом, окружающая среда менее благоприятна для других потенциальных колонизирующих видов.[3]
  • Единственная возможность для нового роста / колонизации в этой последовательности возникает тогда, когда нарушение приводит к уничтожению, повреждению или удалению доминирующих видов. Это высвобождает ресурсы и позволяет вторжение других видов, которых раньше не было.[3]

Примеры каждой модели

1. Модель содействия
По сути, модель содействия предполагает, что присутствие первоначального вида помогает и увеличивает вероятность роста второго вида.[4] Например, в книге Лоуренса Р. Уокера и Ф. Стюарта Чапина «Физиологический контроль роста рассады в первичной сукцессии в пойме Аляски», III, присутствие ольха растения помогают росту ива и тополь саженцы в Аляскинский пойма.[5]
Корни ольхи содержат азотфиксирующие бактерии, которые значительно увеличивают количество неорганического азота в почве.[6] Повышенная доступность азота способствует росту саженцев ивы и тополя на территориях, где нет других конкурентов. В конце концов, однако, ива и тополь растут быстрее, чем ольха, что приводит к сокращению численности первых видов, и в конечном итоге ель становится более поздним видом из-за ее повышенной способности (по ольхе) расти в затененных местах. .[7]
Другой случай облегчения связан с колонизацией берег озера песчаные дюны.[8] Соседние растения-первопроходцы колонизируют движущиеся пески и изменяют экологические ограничения песчаной среды, чтобы лучше соответствовать другим видам растений, что затем может способствовать связыванию почвы.[9] В гигантский кактус сагуаров этом отношении могут выжить только в тени других растений (или в некоторых случаях скал) - виды-первопроходцы облегчают свое существование, обеспечивая тень.[8] (Также был выдвинут аргумент, что этот тип взаимодействия является примером модели допуска; см. Ниже).[8]
2. Модель допуска
Модель толерантности полностью зависит от характеристик жизненного цикла. Каждый вид имеет равную вероятность закрепиться на ранних стадиях сукцессии, и их укоренение не приводит к изменениям окружающей среды или воздействию на другие виды.[10] В конце концов, ранние виды, обычно преобладающие r-отобранные виды, которые отдают предпочтение высокой скорости воспроизведения, уступают K-отобранные виды (виды, которые становятся более доминирующими при конкуренции за ограниченные ресурсы).[10]
Например, мы можем исследовать преемственность в Лессовое плато в Китай. На графике на странице 995 статьи Ванга (Wang, 2002) «Характеристики растений и химические параметры почвы во время вторичной сукцессии растительности на заброшенных полях на Лессовом плато» мы можем видеть первоначальное преобладание Artemisia scopariaПионер вида. Однако со временем Ботриохлоа ишемум становится доминирующим видом и обилие A. scoparia сильно снижается. Это связано с высокой скоростью воспроизведения A. scoparia, что приводит к ранней численности вида и доминирующей конкуренции со стороны K-отобранных Б. ischaemum, что привело к более позднему изобилию этого вида.[11]
Характеристика, которая часто ассоциируется с моделью устойчивости и хорошо документирована в лесной сукцессии, - это выживаемость в условиях тени.[12] По мере того как необитаемая территория заселяется различными видами растений, увеличивается тень, что делает меньше света доступным для следующего поколения. В этом случае доминируют виды, которые лучше приспособлены к тенистым условиям. Все ранние виды, населявшие местность, изменили среду таким образом, чтобы благоприятствовать определенной k-выбранной характеристике.[2]
3. Модель ингибирования.
В этой модели один вид подавляет присутствие другого либо прямыми способами, такими как хищничество (поедая другие виды или нападая на них), либо косвенными средствами, такими как конкуренция за ресурсы.[4]
Иногда в моделях торможения время установления вида определяет, какой вид становится доминирующим. Это явление называется приоритетный эффект и предполагает, что виды, которые установились раньше, с большей вероятностью станут доминирующими видами. Один из примеров модели торможения и эффекта приоритета имеет место в Южной Австралии. В областях, где мшанки устанавливаются первыми, оболочки и губки не может расти.[13]
Модель ингибирования также наблюдается в лесных экосистемах; в этих системах первопроходцы владеют монополией на землю, не позволяя другим видам проникать внутрь. Известно, что закрытые навесы кустарников предотвращают рост деревьев и доступ к земле на период до 45 лет - в экспериментальном исследовании ингибирования было обнаружено, что площади, занимаемые большими площадями Лантана раскидистые кусты исключали и подавляли рост древесных пород.[14]

Рекомендации

  1. ^ Риклефс, 393–395.
  2. ^ а б Коннелл и Слейер
  3. ^ а б c d е ж грамм час я Коннелл и Слейер, 1121–1124.
  4. ^ а б Риклефс, 400.
  5. ^ Уокер и Чапин.
  6. ^ Уокер и Чапин, 1518 год.
  7. ^ Уокер и др.
  8. ^ а б c Коннелл и Слейер, 1124.
  9. ^ "Песчаные дюны".
  10. ^ а б Муркрофт.
  11. ^ Ван.
  12. ^ Коннелл и Слейер, 1124–1127.
  13. ^ Риклефс, 401.
  14. ^ Коннелл и Слейер, 1125–1126.

Процитированные работы

  • Коннелл, Джозеф Х. и Ральф О. Слейер. «Механизмы преемственности в естественных сообществах и их роль в стабильности и организации сообществ». Американский натуралист 111 (982) (ноябрь - декабрь 1977 г.): 1119-1144.
  • Муркрофт, Пол. «Земная преемственность». Организмическая и эволюционная биология 55. Максвелл Дворкин, Кембридж. 4 апреля 2011 г.
  • Риклефс, Роберт Э. Экономика природы. (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: W.H. Freeman and Co., 2008).
  • "Песчаные дюны." Национальная инфраструктура биологической информации - главная. По состоянию на 29 апреля 2011 г. <https://web.archive.org/web/20110727031615/http://www.nbii.gov/portal/server.pt/community/sand_dunes/1311>.
  • Уокер, Лоуренс Р. и Ф. Стюарт Чапин, III. «Физиологический контроль роста проростков в первичной сукцессии в пойме Аляски». Экология 67 (6) (декабрь 1986 г.): 1508-1523.
  • Уокер и др., «Роль процессов жизненного цикла в первичной сукцессии в пойме Аляски», 1243–1253 гг.
  • Ван, Го-Хун. «Особенности растений и химические параметры почвы во время вторичной сукцессии растительности на заброшенных полях на Лессовом плато». Acta Botanica Sinica 44 (8) (2002): 990-998.