Ecologische successietypes, onderzoeken en voorbeelden



Ecologische successie het is het proces van geleidelijke vervanging van planten- en diersoorten in een gemeenschap, wat veranderingen in de samenstelling van de gemeenschap veroorzaakt. We zouden het ook kunnen definiëren als een patroon van kolonisatie en extinctie op een bepaalde plaats door meerdere soorten. Dit patroon wordt gekenmerkt door niet-seizoensgebonden, directioneel en continu.

Ecologische successie is typerend voor gemeenschappen die worden bestuurd door "dominantie", dat wil zeggen die waarbij sommige soorten concurrerend zijn boven anderen.

In dit proces ontstaat een "opening" als gevolg van een verstoring, die kan worden gezien als een open plek in het bos, een nieuw eiland, een duin, onder andere. Deze opening wordt aanvankelijk bewoond door een "eerste kolonist", die met het verstrijken van de tijd ontheemd is omdat hij zijn aanwezigheid op de plaats niet kan handhaven.

Verstoringen geven meestal aanleiding tot het verschijnen van een reeks soorten (het binnenkomen en verlaten van de scène), die zelfs kan worden voorspeld.

Het is bijvoorbeeld bekend dat vroege soorten in een opeenvolging goede kolonisatoren zijn, snel groeien en zich snel reproduceren, terwijl de latere soort (die later binnenkomt) langzamer zijn in hun groei en voortplanting en minder beschikbaarheid van hulpbronnen tolereren.

De laatste kan volwassen worden in aanwezigheid van de vroege soort, maar uiteindelijk uiteindelijk uitsluiten door concurrentie.

index

  • 1 Soorten opeenvolgingen
    • 1.1 Primaire successie
    • 1.2 Secundaire opvolging
  • 2 Studies van ecologische successie
    • 2.1 Henry Chandler Cowles
    • 2.2 De controverse tussen Clements en Gleason
    • 2.3 Wie had gelijk??
  • 3 Hoe worden ecologische successies bestudeerd?
    • 3.1 Chronoserie of ruimte vervangen door tijd (SFT)
  • 4 Voorbeelden van de studie van successies
    • 4.1 Gebruik van een chronoserie bij de studie van een primaire opvolging
    • 4.2 Studie van secundaire erfopvolging
  • 5 Bestaat de opvolging altijd??
  • 6 Referenties

Soorten opeenvolgingen

Ecologen hebben twee soorten erfopvolgingen onderscheiden, namelijk: primaire successie (voorkomend op locaties zonder bestaande vegetatie) en secundaire successie (voorkomend op locaties met reeds gevestigde vegetatie).

Het heeft ook de neiging onderscheid te maken tussen autogene opeenvolging, die wordt aangedreven door processen die op een bepaalde plaats werken, en allogene successie, die wordt aangedreven door externe factoren van die site.

Primaire opvolging

De primaire opeenvolging is het proces van kolonisatie van soorten op een plaats die niet bestaat bestaande vegetatie.

Het wordt geproduceerd in steriele anorganische substraten gegenereerd door storingsbronnen zoals vulkanisme, glaciatie, onder anderen. Voorbeelden van dergelijke substraten kunnen zijn: lavastromen en puimsteenvlakten, nieuw gevormde zandduinen, inslagkraters van een meteoor, morenen en substraten die zijn blootgesteld na de terugtrekking van een gletsjer, onder andere.

Tijdens de primaire opeenvolging kunnen soorten van verre plaatsen aankomen.

Het proces van successie gebeurt meestal langzaam, omdat het nodig is voor de eerste kolonisten om de omgeving te transformeren, waardoor het gunstiger wordt voor de vestiging van andere soorten..

Bodembescherming vereist bijvoorbeeld dat de ontbinding van stenen in eerste instantie plaatsvindt, de opeenhoping van dood organisch materiaal en vervolgens de geleidelijke vestiging van bodemmicro-organismen..

Secundaire opvolging

Secundaire successie vindt plaats op locaties met reeds gevestigde vegetatie. Dit gebeurt nadat een verstoring de dynamiek van de gevestigde gemeenschap verstoort, zonder alle individuen volledig te elimineren.

Onder de veel voorkomende oorzaken van verstoring die kunnen leiden tot een secundaire successie, kunnen we noemen: stormen, branden, ziekten, houtkap, mijnbouw, agrarische opruiming, onder anderen.

Bijvoorbeeld, in gevallen waar de vegetatie van een gebied gedeeltelijk of volledig is geëlimineerd, de bodem, zaden en goed ontwikkelde sporen in goede staat blijven, wordt het proces van kolonisatie van nieuwe soorten secundaire opeenvolging genoemd..

Studies van de ecologische successie

Henry Chandler Cowles

Een van de eersten die de successie erkende als een ecologisch fenomeen was Henry Chandler Cowles (1899), die gemeenschappen van duinen van verschillende leeftijden in Lake Michigan (VS) bestudeerde en conclusies over successiepatronen maakte.

Cowles merkte op dat hoe verder hij zich van de oever van het meer verwijderde, er oudere duinen waren met dominantie van verschillende soorten planten ertussen.

Vervolgens waren er diepgaande controverses op wetenschappelijk gebied met betrekking tot het begrip erfopvolging. Een van de bekendste controverses was die van de wetenschappers Frederick Clements en Henry Gleason.

De controverse over Clements-Gleason

Clements betoogde dat een ecologische gemeenschap een superorganisme is, waarbij soorten elkaar beïnvloeden en elkaar ondersteunen, zelfs altruïstisch. In deze dynamiek is er daarom een ​​patroon van gemeenschapsontwikkeling.

Deze onderzoeker introduceerde concepten zoals 'wezens' en de 'climax-gemeenschap'. De wezens vertegenwoordigden tussenstadia in de opeenvolging, terwijl de climax de stabiele toestand was die werd bereikt aan het einde van het opeenvolgingsproces. De verschillende climax-toestanden waren het product van de vele omgevingsregimes.

Gleason verdedigde van zijn kant de hypothese dat gemeenschappen zich eenvoudig ontwikkelden als een gevolg van de reacties van elke soort op een reeks fysiologische beperkingen, typerend voor elke specifieke locatie.

Voor Gleason was de toename of afname van een soort in een gemeenschap niet afhankelijk van associaties met andere soorten.

Deze individualistische visie op gemeenschapsontwikkeling beschouwt het eenvoudig als een verzameling soorten waarvan de individuele fysiologische vereisten hen in staat stellen een bepaalde plaats te exploiteren.

Wie had gelijk??

Op korte termijn werd de visie van Clements algemeen aanvaard in de wetenschappelijke gemeenschap, maar op de lange termijn leken de ideeën van Gleason nauwkeuriger te zijn in de beschrijving van het opeenvolgingsproces van planten..

Ecologen van Whittaker, Egler en Odum hebben deelgenomen aan deze discussie die zich tijdens de ontwikkeling van de gemeenschapsecologie heeft voorgedaan.

Tegenwoordig worden meer recente modellen zoals die van Drury en Nisbet (1973) en die van Connell en Slatyer (1977), die nieuwe visies brengen op het oude debat, toegevoegd aan deze discussie..

Zoals vaak het geval is in deze gevallen, is het zeer waarschijnlijk dat geen van de visies (Clements of Gleason) totaal incorrect is en beide een bepaalde hoeveelheid van bepaalde.

Hoe ecologische successies worden bestudeerd?

De successies die zich ontwikkelen in nieuwe ontsluitingen van land (bijvoorbeeld een eiland dat is ontstaan ​​door vulkanisme) duren meestal honderden jaren. Aan de andere kant is de levensduur van een onderzoeker beperkt tot enkele decennia. Het is dus interessant om de vraag te stellen hoe we het onderzoek naar de opvolgingen moeten aanpakken.

Een van de manieren waarop is gevonden om opeenvolgende studies te bestuderen, is het zoeken naar analoge processen die minder tijd kosten.

Bijvoorbeeld de studie van oppervlakken van bepaalde rotsachtige kustmuren, die blootgelegd kunnen worden en opnieuw kunnen worden bevolkt door kolonisatie van soorten na perioden van jaren of decennia.

Chronoserie of ruimtevervanging op tijd (SFT)

Het heet cronoserie (uit het Grieks Khronos: tijd) of "plaatsvervanging naar tijd" (SFT door het acroniem in het Engels), naar een andere vorm die gewoonlijk wordt gebruikt bij de studie van successies. Dit bestaat uit de analyse van gemeenschappen van verschillende leeftijden en ruimtelijke locaties, die voortkomen uit een enkele verstoringsgebeurtenis.

Het belangrijkste voordeel van SFT is dat lange observatieperiodes (honderden jaren) niet nodig zijn om een ​​opvolging te bestuderen. Een van de beperkingen is echter dat je niet precies weet hoe vergelijkbaar de specifieke locaties van de bestudeerde gemeenschappen zijn.

Het zou dan mogelijk zijn om effecten die te wijten zijn aan de ouderdom van de plaatsen in de war te brengen, met effecten van andere variabelen, geassocieerd met de locaties van de gemeenschappen.

Voorbeelden van de studie van erfopvolgingen

Gebruik van een chronoserie in de studie van een primaire opvolging

Een voorbeeld van chronoseries is te vinden in het werk van Kamijo en zijn medewerkers (2002), die in staat waren om een ​​primaire opeenvolging af te leiden van de basaltische vulkanische stromen van het Miyake-jima-eiland in Japan..

Deze onderzoekers bestudeerden een bekende chronosequentie van verschillende vulkaanuitbarstingen van 16, 37, 125 en meer dan 800 jaar oud.

In de 16 jaar oude stroom vonden ze dat de grond erg schaars was, stikstof ontbrak en de vegetatie bijna afwezig was, behalve enkele kleine elzen (Alnus sieboldiana).

Integendeel, in de oudste percelen noteerden ze 113 taxa, waaronder varens, meerjarige kruidachtige planten, lianen en bomen.

Vervolgens reconstrueerden ze het opeenvolgingsproces, waarin stond dat in de eerste plaats de els, stikstoffixer, de naakte vulkanische lava koloniseerde en de latere intrede van de kersenboom mogelijk maakte (Prunus speciosa), van gemiddelde opeenvolging en van laurier (Machilus thunbergii), van latere opvolging. Vervolgens werd een gemengd en schaduwrijk bos gevormd, gedomineerd door de geslachten Alnus en Prunus.

Ten slotte verklaarden de onderzoekers dat de vervanging van Machilus voor de Shii (Castanopsis sieboldii) langlevende boom, en in wiens hout meestal de bekende paddenstoel Shii-take wordt ontwikkeld.

Studie van secundaire erfopvolgingen

Secundaire successies worden vaak bestudeerd met behulp van velden die zijn verlaten. In de VS zijn veel studies van dit type uitgevoerd, vanwege de precieze datum waarop deze velden zijn verlaten..

Bijvoorbeeld, de bekende ecoloog David Tilman heeft in zijn studies gevonden dat er een typische volgorde is in de successies die voorkomen in deze oude velden:

  1. Koloniseer eerst het jaarlijkse onkruid.
  2. Ze worden gevolgd door meerjarige kruidachtige planten.
  3. Dan worden bomen van vroege successie opgenomen.
  4. Tot slot komen late opvolgingsbomen, zoals coniferen en hardhout, binnen.

Tilman vindt dat het stikstofgehalte in de bodem toeneemt naarmate de successie vordert. Dit resultaat is bevestigd door andere studies uitgevoerd in rijstvelden verlaten in China.

Is er altijd een opvolging?

We hebben vanaf het begin van dit artikel verklaard dat ecologische successie typerend is voor gemeenschappen die worden gecontroleerd door "dominantie", maar het is niet altijd zo.

Er zijn andere soorten gemeenschappen die 'door de oprichters gecontroleerd' worden genoemd. In dit soort gemeenschappen worden een groot aantal soorten gepresenteerd die equivalent zijn als primaire kolonisatoren van een opening die is gecreëerd door een verstoring.

Dit zijn soorten die goed zijn aangepast aan de abiotische omgeving als gevolg van de verstoring en hun plaats kunnen behouden tot de dood, omdat ze niet concurrerend worden verplaatst door een andere soort.

In deze gevallen is toeval de factor die de soort definieert die na een verstoring de overhand heeft in een gemeenschap, afhankelijk van welke soort eerst de gegenereerde opening kan bereiken.

referenties

  1. Ashmole, N.P., Oromi, P., Ashmole, M.J. en Martin, J.L. (1992). Primaire faunale successie in vulkanisch gebied: lava en grotstudies op de Canarische Eilanden. Biological Journal of the Linnean Society, 46 (1-2), 207-234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Banet A. I. en Trexler J.C. (2013). Ruimte-voor-tijd-substitutie Werkt in Everglades Ecologische prognosemodellen. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / journal.pone.0081025
  3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. en Sasai, K. (2002). Primaire opeenvolging van het warm gematigde breedbladige bos op een vulkanisch eiland, Miyake-Jima, Japan. Folia Geobotanica, 37 (1), 71-91. doi: 10.1007 / bf02803192
  4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. en Benedetti-Cecchi, L. (2011). Connell en Slatyer's modellen van successie in het tijdperk van de biodiversiteit. Ecology, 92: 1399-1406. doi: 10.1890 / 10-1323.1
  5. Pickett S.T.A. (1989). Ruimte-voor-tijd-substitutie als een alternatief voor langetermijnstudies. In: Likens G.E. (eds) Langetermijnstudies in ecologie. Springer, New York, NY.
  6. Poli Marchese, E en Grillo, M. (2000). Primaire successie op lavastromen op de Etna. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.