أنواع الخلافة البيئية والدراسات والأمثلة

الخلافة البيئية إنها عملية الاستبدال التدريجي للأنواع النباتية والحيوانية في المجتمع ، والتي تسبب تغييرات في تكوين المجتمع. يمكننا أيضا تعريفه كنمط من الاستعمار والانقراض في مكان معين من قبل أنواع متعددة. يتميز هذا النمط بكونه غير موسمي ، اتجاهي ومستمر.

التتابع الإيكولوجي نموذجي للمجتمعات التي تسيطر عليها "الهيمنة" ، أي تلك التي تكون فيها بعض الأنواع متفوقة بشكل تنافسي على غيرها.

في هذه العملية ، يتم إنتاج "فتح" نتيجة لاضطراب ، يمكن اعتباره بمثابة تطهير في الغابة ، جزيرة جديدة ، كثيب ، من بين آخرين. يشغل هذا الافتتاح في البداية "مستوطن مبدئي" ، يتم تهجيره بمرور الوقت لأنه لا يستطيع الحفاظ على وجوده في المكان.

عادة ما تؤدي الاضطرابات إلى ظهور سلسلة من الأنواع (تدخل وتغادر المكان) ، والتي يمكن التنبؤ بها.

على سبيل المثال ، من المعروف أن الأنواع المبكرة على التوالي هي مستعمرات جيدة وتنمو وتتكاثر بسرعة بينما الأنواع المتأخرة (التي تدخل لاحقًا) تكون أبطأ في نموها وتكاثرها وتتحمل قدرًا أقل من توفر الموارد.

يمكن للنمو الأخير أن ينضج في وجود الأنواع المبكرة ، ولكن في نهاية المطاف يستبعدها عن طريق المنافسة.

مؤشر

• 1 أنواع الخلافة
  • 1.1 الخلافة الأولية
  • 1.2 الخلافة الثانوية
• 2 دراسات الخلافة البيئية
  • 2.1 هنري تشاندلر كاولز
  • 2.2 الجدل كليمنتس-غليسون
  • 2.3 من كان على حق?
• 3 كيف يتم دراسة الخلافة البيئية?
  • 3.1 استبدال Chronoserie أو مساحة بمرور الوقت (SFT)
• 4 أمثلة لدراسة الخلافة
  • 4.1 استخدام chronoserie في دراسة الخلافة الأولية
  • 4.2 دراسة الخلافة الثانوية
• 5 هل الخلافة موجودة دائما؟?
• 6 المراجع

أنواع الخلافة

قام علماء البيئة بتمييز نوعين من الخلافة ، وهما: الخلافة الأولية (التي تحدث في المواقع التي لا توجد بها نباتات موجودة مسبقًا) ، والخلافة الثانوية (التي تحدث في المواقع التي توجد بها نباتات ثابتة بالفعل).

كما أنه يميل إلى التمييز بين الخلافة الذاتية المنشأ ، التي تحركها العمليات التي تعمل في مكان معين ، والخلافة المتجانسة ، والتي تحركها عوامل خارجية لهذا الموقع.

الخلافة الأولية

تتمثل الخلافة الأساسية في عملية استعمار الأنواع في مكان لا يمثل النباتات الموجودة مسبقًا.

يتم إنتاجه في ركائز غير عضوية معقمة تم إنشاؤها بواسطة مصادر الاضطرابات مثل البراكين ، التجلد ، وغيرها. يمكن أن تشمل الأمثلة على هذه الركائز: تدفقات الحمم البركانية وسهول الخفاف ، والكثبان الرملية المشكلة حديثًا ، وفوهات الصدم النيزكية ، والمانين ، والركائز المكشوفة بعد تراجع الأنهار الجليدية ، وغيرها..

خلال الخلافة الأولية ، يمكن أن تصل الأنواع من أماكن بعيدة.

عادة ما تحدث عملية الخلافة ببطء ، لأنه من الضروري لأول المستوطنين تحويل البيئة ، مما يجعلها أكثر ملاءمة لإنشاء أنواع أخرى.

على سبيل المثال ، يتطلب تكوين التربة أن يحدث تحلل الصخور في البداية ، وتراكم المواد العضوية الميتة ، وبالتالي التأسيس التدريجي للكائنات الحية الدقيقة في التربة..

الخلافة الثانوية

يحدث التعاقب الثانوي في المواقع ذات الغطاء النباتي الذي تم إنشاؤه بالفعل. يحدث هذا بعد أن يعطل الاضطراب ديناميات المجتمع الراسخ ، دون القضاء التام على جميع الأفراد.

من بين الأسباب الشائعة للاضطرابات التي يمكن أن تؤدي إلى تعاقب ثانوي ، يمكننا أن نذكر: العواصف والحرائق والأمراض وقطع الأشجار والتعدين والإزالة الزراعية وغيرها..

على سبيل المثال ، في الحالات التي تم فيها التخلص من الغطاء النباتي لمنطقة ما جزئيًا أو كليًا ، وتبقى التربة والبذور والجراثيم المتطورة جيدًا في حالة جيدة ، تسمى عملية استعمار الأنواع الجديدة الخلافة الثانوية..

دراسات الخلافة البيئية

هنري تشاندلر كولز

كان هنري تشاندلر كاولز (1899) من أوائل من اعترفوا بالخلافة كظاهرة بيئية ، الذين درسوا مجتمعات الكثبان الرملية من مختلف الأعمار في بحيرة ميشيغان (الولايات المتحدة الأمريكية) ، وصنعوا استنتاجات حول الأنماط المتعاقبة..

لاحظ كاولز أنه كلما ابتعد عن شاطئ البحيرة ، كانت هناك كثبان قديمة مع هيمنة أنواع مختلفة من النباتات بينهما.

بعد ذلك ، كانت هناك خلافات عميقة في المجال العلمي فيما يتعلق بمفهوم الخلافة. كان من بين أكثر الخلافات المعروفة جدل العلماء فريدريك كليمنتس وهنري غليسون.

الجدل كليمنتس-السبب

جادل كليمنتس أن المجتمع البيئي هو كائن حي عضوي ، حيث تتفاعل الأنواع وتدعم بعضها البعض ، حتى الإيثار. في هذه الديناميكية ، هناك بالتالي نمط من تنمية المجتمع.

قدم هذا الباحث مفاهيم مثل "الكائنات" و "مجتمع الذروة". تمثل الكائنات مراحل وسيطة في الخلافة ، في حين كانت ذروتها هي الحالة المستقرة التي تم التوصل إليها في نهاية عملية الخلافة. كانت حالات الذروة المختلفة نتاجًا للعديد من الأنظمة البيئية.

من جانبها ، دافعت غليسون عن فرضية أن المجتمعات قد تطورت ببساطة نتيجة لاستجابات كل نوع لسلسلة من القيود الفسيولوجية ، النموذجية لكل موقع معين.

بالنسبة إلى Gleason ، فإن زيادة أو نقصان أي نوع في مجتمع ما لا يعتمد على الارتباطات مع الأنواع الأخرى.

هذه الرؤية الفردية لتنمية المجتمع ، تعتبرها ببساطة مجموعة من الأنواع التي تسمح لها متطلباتها الفسيولوجية الفردية باستغلال مكان معين.

من كان على حق?

في المدى القصير ، كانت رؤية كليمنت مقبولة على نطاق واسع في الأوساط العلمية ، ولكن على المدى الطويل ، بدت أفكار غليسون أكثر دقة في وصف عملية خلافة النباتات..

شارك علماء البيئة من أمثال Whittaker و Egler و Odum في هذه المناقشة التي عادت إلى الظهور طوال تطور بيئة المجتمع.

اليوم ، تمت إضافة نماذج أكثر حداثة مثل نماذج Drury و Nisbet (1973) ، ونماذج Connell و Slatyer (1977) ، التي تقدم رؤى جديدة للمناقشة القديمة ، إلى هذه المناقشة..

كما هو الحال في كثير من الأحيان في هذه الحالات ، من المحتمل ألا تكون أي من الرؤى (إما كليمنتس أو غليسون) غير صحيحة تمامًا ولكلا منهما قدر معين من بعض.

كيف يتم دراسة الخلافة البيئية?

إن التعاقبات التي تتطور في بروز جديدة من الأرض (على سبيل المثال جزيرة نشأت بسبب البراكين) ، تستغرق عادة مئات السنين. من ناحية أخرى ، فإن العمر الافتراضي للباحث يقتصر على بضعة عقود. لذلك ، من المثير للاهتمام طرح سؤال حول كيفية مواجهة التحقيق في الخلافة.

إحدى الطرق التي تم العثور عليها لدراسة الخلافة ، كانت البحث عن عمليات مماثلة تستغرق وقتًا أقل.

على سبيل المثال ، دراسة أسطح بعض الجدران الساحلية الصخرية ، والتي يمكن تركها عارية وإعادة توطينها عن طريق استعمار الأنواع بعد فترات من السنوات أو العقود.

استبدال Chronoserie أو مساحة بمرور الوقت (SFT)

ويسمى cronoserie (من اليونانية التابع ل Khronos: time) أو "space space by time" (SFT بواسطة اختصارها باللغة الإنجليزية) ، إلى شكل آخر يشيع استخدامه في دراسة الخلافة. يتكون هذا من تحليل المجتمعات من مختلف الأعمار والمواقع المكانية ، الناشئة عن حدث اضطراب واحد.

الميزة الأساسية لـ SFT هي أن فترات المراقبة الطويلة (مئات السنين) ليست مطلوبة لدراسة الخلافة. ومع ذلك ، يتضمن أحد القيود الخاصة به عدم القدرة على معرفة مدى تشابه المواقع المحددة للمجتمعات التي تمت دراستها.

سيكون من الممكن بعد ذلك الخلط بين التأثيرات التي تعزى إلى عمر الأماكن ، مع تأثيرات المتغيرات الأخرى ، المرتبطة بمواقع المجتمعات.

أمثلة لدراسة الخلافة

استخدام chronoserie في دراسة الخلافة الأولية

تم العثور على مثال على chronoseries في عمل Kamijo ومعاونيه (2002) ، الذين تمكنوا من استنتاج تعاقب أساسي في التدفقات البركانية البازلتية لجزيرة Miyake-jima في اليابان..

درس هؤلاء الباحثون زمنًا معروفًا للثورات البركانية المختلفة التي يرجع تاريخها إلى 16 و 37 و 125 وأكثر من 800 عام.

في التدفق البالغ من العمر 16 عامًا ، وجدوا أن التربة كانت نادرة جدًا ، وتفتقر إلى النيتروجين وكانت النباتات غائبة تقريبًا ، باستثناء بضعة ألدرات صغيرة (Alnus sieboldiana).

على العكس من ذلك ، في أقدم المؤامرات ، سجلوا 113 تصنيفًا ، بما في ذلك السرخس والنباتات العشبية المعمرة والليانا والأشجار.

ثم أعادوا بناء عملية الخلافة ، مشيرين إلى أن ألدر ، المثبت النيتروجيني ، قام في المقام الأول باستعمار الحمم البركانية العارية ، مما سهل الدخول اللاحق لشجرة الكرز (specuna prunus) ، من الخلافة المتوسطة ، والغار (Machilus thunbergii) ، من الخلافة المتأخرة. بعد ذلك ، تم تشكيل غابة مختلطة ومظللة ، يهيمن عليها الأجناس Alnus و برقوق.

وأخيرا ، ذكر الباحثون أن استبدال Machilus للشيعة (Castanopsis sieboldii) شجرة طويلة العمر ، وفيها عادة ما يتم تطوير الفطر المعروف الشيعي.

دراسة الخلافة الثانوية

كثيرا ما تتم دراسة التعاقب الثانوي باستخدام الحقول التي تم التخلي عنها. في الولايات المتحدة الأمريكية ، تم إجراء العديد من الدراسات من هذا النوع ، بسبب التاريخ الدقيق للتخلي عن هذه الحقول..

على سبيل المثال ، وجد عالم البيئة المعروف ديفيد تيلمان في دراساته أن هناك تسلسلًا نموذجيًا في الخلافة التي تحدث في هذه الحقول القديمة:

1. أولا استعمار الحقل الحشائش السنوية.
2. وتليها النباتات العشبية المعمرة.
3. ثم يتم دمج أشجار الخلافة المبكرة.
4. أخيرًا ، تدخل أشجار الخلافة المتأخرة ، مثل الصنوبريات والأخشاب الصلبة.

يجد تيلمان أن محتوى النيتروجين في التربة يزداد مع تقدم الخلافة. وقد تأكدت هذه النتيجة من خلال دراسات أخرى أجريت في حقول الأرز المهجورة في الصين.

هل هناك دائما الخلافة?

ذكرنا من بداية هذه المقالة ، أن الخلافة البيئية هي نموذجي للمجتمعات التي تسيطر عليها "الهيمنة" ، ولكنها ليست دائما بهذه الطريقة.

هناك أنواع أخرى من المجتمعات التي تسمى "يسيطر عليها المؤسسون". في هذا النوع من المجتمعات ، يتم تقديم عدد كبير من الأنواع المتكافئة كمستعمرين أوليين للافتتاح الناتج عن الاضطراب.

هذه هي الأنواع التي تتكيف بشكل جيد مع البيئة اللاأحيائية الناتجة عن الاضطراب ويمكن أن تحافظ على مكانها حتى الموت ، حيث لا يتم استبدالها بشكل تنافسي من قبل أنواع أخرى.

في هذه الحالات ، الصدفة هي العامل الذي يحدد الأنواع التي تسود في المجتمع بعد حدوث اضطراب ، وهذا يتوقف على الأنواع التي يمكن أن تصل إلى الفتح المولود أولاً.

مراجع

1. Ashmole، N. P.، Oromi، P.، Ashmole، M. J. and Martin، J. L. (1992). خلافة الحيوانات الأولية في التضاريس البركانية: دراسات الحمم والكهف على جزر الكناري. المجلة البيولوجية للجمعية Linnean ، 46 (1-2) ، 207-234. Doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
2. Banet A. I. و Trexler J. C. (2013). فضاء مقابل الوقت يعمل في نماذج التنبؤ البيئي في إيفرجليدز. PLosS ONE 8 (11): e81025. دوى: 10.1371 / journal.pone.0081025
3. Kamijo، T.، Kitayama، K.، Sugawara، A.، Urushimichi، S. and Sasai، K. (2002). التعاقب الأساسي للغابة الدافئة ذات الأوراق العريضة على جزيرة بركانية ، مياكي جيما ، اليابان. فوليا جيوبوتانيكا ، 37 (1) ، 71-91. دوى: 10.1007 / bf02803192
4. Maggi، E.، Bertocci، I.، Vaselli، S. and Benedetti-Cecchi، L. (2011). نماذج كونيل وسلاتير للخلافة في عصر التنوع البيولوجي. علم البيئة ، 92: 1399-1406. Doi: 10.1890 / 10-1323.1
5. Pickett S. T. A. (1989). فضاء مقابل الوقت كبديل للدراسات طويلة الأجل. في: Likens G.E. (محرران) دراسات طويلة الأجل في علم البيئة. سبرينغر ، نيويورك ، نيويورك.
6. Poli Marchese، E and Grillo، M. (2000). تدفقات الخلافة الأساسية على الحمم على جبل إتنا. اكتا Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.