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原生演替

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原生演替隨時間推移發生的過程。土壤深度隨著有機質分解的增加而增加。生態系中的物種多樣性逐漸增加。標籤I到VII代表原生演替的不同階段。 I-裸岩,II-先驅物種(苔蘚、地衣、藻類、真菌),III-一年生草本植物,IV-多年生草本植物和草,V-灌木,VI-不耐蔭喬木,VII-耐蔭喬木。
朗伊托托島上發生的原生演替

原生演替(或初生演替初級演替,英語:primary succession)是極端的擾動發生過後演替的初始步驟,通常發生在沒有植被和其他生物的環境中。因為熔岩流或冰川消退等極端干擾破壞了營養環境,原生演替的環境往往缺乏土壤。

相反,次生演替發生在擾動發生前先前支持植被的基質上。洪水、颶風、龍捲風和火災等較小的擾動僅破壞當地植被生命,而留下了土壤養分,供演替中間過程的群落物種利用時,就會發生次生演替。[1]

發生

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原生演替中,地衣藻類真菌先驅物種以及風和水等非生物因子開始使棲息地「正常化」,或者說開始進行成土以及其他重要過程,允許多樣性進一步發展。原生演替始於岩石的形成,例如火山或山脈,或在沒有生物或土壤的地方。原生演替形成了基本適合維管植物生長的條件;成土作用以及蔭蔽的增加是最重要的過程。[2]

先驅物種,例如地衣、藻類和真菌隨後退下主導地位,而後往往被適應更溫和條件的植物所取代,這些植物包括維管植物,如草和一些能夠生活在通常以礦物質為基礎的稀薄土壤中的灌木。水分和養分水平隨著演替進程而增加。[3]

原生演替的早期階段以具有小繁殖體(種子孢子)的物種為主,因為這些繁殖體可以長距離擴散到進行原生演替的區域。早期的拓殖者——通常是藻類、真菌和地衣——穩定了基質。新土壤中的供應有限,固氮物種往往在原生演替的早期發揮重要作用。[4]與原生演替不同,次生演替中占主導地位的物種通常一開始就存在,通常是殘存在土壤種子庫英語soil seed bank中。在某些系統中,演替路徑相當一致,因此很容易預測。而另一些情況下,有許多可能的演替途徑。例如,固氮豆類可能會改變演替路徑。[5]

作為先驅物種的地衣或真菌的孢子散布在岩石上。岩石隨後分解成更小的顆粒。有機質逐漸積累,有利於草、蕨類香草草本植物的生長。這些植物在死亡時會產生更多的有機物,並為昆蟲和其他小動物提供棲息地,從而進一步改良棲息地。[6]這會導致出現較大的維管植物,如灌木或樹木。然後更多的動物被吸引到該地區,並形成巔峰群集

物種多樣性對演替階段的影響也很大,隨著演替的深化,物種多樣性也隨之發生變化。例如,演替早期的微生物的豐富度和均勻度要低得多,但演替後期的細菌要均勻和豐富得多。[7]這再次支持了一種假設:隨著演替的後期形成更多資源,這些資源能夠支持具有許多不同繁殖策略的更多樣化的生態系。

參見

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參考文獻

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  1. ^ Baldocchi, Dennis. Ecosystem Succession: Who/What is Where and When. Biomet Lab, University of California, Berkeley. [9 December 2015]. (原始內容 (PDF)存檔於2016-05-28). 
  2. ^ Ecological succession | Definition & Facts | Britannica. [2022-05-25]. (原始內容存檔於2019-06-21). 
  3. ^ Fujiyoshi et al., "Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi and Soil Developmental Stages on Herbaceous Plants Growing in the Early Stage of Primary Succession on Mount Fuji".
  4. ^ Korablev and Neshataeva, "Primary Plant Successions of Forest Belt Vegetation on the Tolbachinskii Dol Volcanic Plateau (Kamchatka).」
  5. ^ Chapin, F. Stuart; Pamela A. Matson; Harold A. Mooney. Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology. New York: Springer. 2002: 281–304. ISBN 0-387-95443-0. 
  6. ^ Community ecology - the process of succession | Britannica. [2022-05-25]. (原始內容存檔於2022-05-25). 
  7. ^ Ortiz-Álvarez, Rüdiger; Fierer, Noah; de los Ríos, Asunción; Casamayor, Emilio O.; Barberán, Albert. Consistent changes in the taxonomic structure and functional attributes of bacterial communities during primary succession. The ISME Journal. July 2018, 12 (7): 1658–1667 [2022-05-25]. ISSN 1751-7370. doi:10.1038/s41396-018-0076-2. (原始內容存檔於2022-03-06) (英語).