一次遷移

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時間の経過とともに発生する一次遷移。有機物の分解の増加に伴い、土壌の深さが増加します。生態系の種の多様性は徐々に増加しています。ラベルI-VIIは、一次遷移のさまざまな段階を表しています。I-裸の岩、II-パイオニア(苔、苔癬、藻類、菌類)、III-年間草本植物、IV-多年生草本植物および草、V-低木、VI-日陰不耐性の木、VII-日陰耐性木。
ランギトト島の一次遷移

一次遷移は、極端な撹乱後の生態遷移の最初のステップであり、通常、植生や他の生物が存在しない環境で発生します。溶岩流や後退する氷河などの障害が栄養素の環境を細断するため、これらの環境は通常、土壌が不足しています。

対照的に、二次的な継承は、生態系の乱れの前に以前に植生を支えていた基質で発生します。これは、洪水、ハリケーン、竜巻、火事などの小さな障害が地元の植物の生命だけを破壊し、中間のコミュニティ種による即時の定着のために土壌養分を残すときに発生します。[1]

発生

一次遷移では、地衣類藻類菌類などの先駆種や、風や水などの非生物的要因が生息地を「正常化」し始めます。言い換えれば、多様性を高めるための土壌やその他の重要なメカニズムを発達させ始めます。一次遷移は、火山や山などの岩層、または生物や土壌のない場所で始まります。一次遷移は、維管束植物の成長に最適な状態につながります。土壌生成または土壌の形成、および日陰の量の増加は、最も重要なプロセスです。[2]

これらの先駆的な地衣類、藻類、菌類はその後支配され、多くの場合、より過酷でない条件により適した植物に置き換えられます。これらの植物には、などの維管束植物や、多くの場合ミネラルベースの薄い土壌に生息できる低木が含まれます。水と栄養素のレベルは、示される連続の量とともに増加します。[3]

一次遷移の初期段階は、長距離に分散することができる小さな繁殖体(種子と胞子)を持つ種によって支配されています。初期のコロニー形成者(多くの場合、藻類、真菌、地衣類)は基質を安定させます。窒素の供給は新しい土壌では限られており、窒素固定種は一次遷移の初期に重要な役割を果たす傾向があります。[4]一次遷移とは異なり、二次遷移を支配する種は通常、プロセスの開始から、多くの場合土壌シードバンクに存在します。一部のシステムでは、連続する経路はかなり一貫しているため、簡単に予測できます。他には、多くの可能な経路があります。たとえば、窒素固定マメ科植物は、連続する軌道を変更します。[5]

パイオニア種である地衣類や菌類の胞子は、岩の土地に広がっています。次に、岩は小さな粒子に分解されます。有機物は徐々に蓄積し、シダハーブなどの草本植物の成長を促進します。これらの植物は、死んだときに有機物を増やし、昆虫やその他の小動物に生息地を提供することで、生息地をさらに改善します。[6]これは、低木や樹木などのより大きな維管束植物 の発生につながります。その後、より多くの動物がその地域に引き付けられ、極相コミュニティに到達します。

種の多様性も遷移の段階に大きな影響を及ぼし、遷移がさらに進むにつれて、種の多様性もそれに伴って変化します。たとえば、遷移の非常に初期の段階では微生物の豊富さと均一性ははるかに少ないですが、後期の遷移段階の細菌ははるかに均一で豊富です。[7]これもまた、遷移の後の段階でより多くの資源が存在するので、多くの異なる生殖戦略を備えたより多様な生態系をサポートするのに十分であるという仮説を支持します。

火山活動

一次遷移の一例は、火山が噴火した後に起こります。溶岩は海に流れ込み、固まって新しい土地になります。結果として生じる不毛の土地は、最初に藻類のような先駆的な生物によって植民地化されます。これは、特に風化の生物的加速と表面への有機物の残骸の追加を通じて、ペドジェネシスを促進することによって、広葉樹などのより丈夫でない植物への道を開きます。レゴリスこの例は、スルツェイ島です。、海底からの火山噴火の後、1963年に形成された島です。スルツェイはアイスランドの南海岸沖にあり、進行中の一次遷移を観察するために監視されています。2008年までに約30種の植物が樹立され、さらに多くの種が到着し続けており、通常、年間約2〜5種の新種が見られます。[8]

セントヘレンズ山でも火山噴火が発生し、この地域の生態系が破壊された後に一次遷移が始まりました。セントヘレンズ山の一次遷移では、この地域は非常に孤立していました。この種の事件は、確立に優れた多くの種が新しいフロンティアに効果的に分散する能力を欠いているため、一次遷移の割合をかなり低くします。[9]確立があまり得意ではなかった種は、高い分散率でも生き残ることができなかったので、逆もまた真です。この地域には利用できる有機物がほとんどなく、セントヘレンズ山では特に重要でした。その孤立した場所が破壊現場の周辺での連続発生を防いだからです。最初の植民者が地域をより適切な条件に変えるのを助けた後にのみ本当に効果的であるため、最初に効果的な長距離植民者はまれです。[10]これが、セントヘレンズ山周辺の破壊された地域で一次遷移が遅かった理由です。

グレイシャーリトリート

もう1つの例は、氷河の後退により、南極のサウスオークニー諸島のシグニー島で起こっています。氷河の後退は温暖化する気候でより正常になりつつあり、地衣類とコケが最初の植民者です。Favero-Longoらによって実施された研究。地衣類の種の多様性は、最初に曝露された既存の地球の環境条件、および地衣類の繁殖パターンに基づいて変化することがわかりました。[11]

継承の特徴

オンタリオ州グランドベンドでのケーススタディを分析することにより、一次継承と二次継承の違いを完全に理解することができます。JuniperusvirginianaとQuercusprinoidesの2種は、グランドベンドのビーチの砂丘で一次遷移に関連する草をすばやく繁殖させて広げています。[12]それらは、高い死亡率、迅速な繁殖、および過酷で栄養素の少ない条件で生き残るための明確な能力を備えた、選択された種として分類されます。対照的に、一次遷移が完了した後の生態学的発達は、多くの場合、より厳しく選択された個体群につながり、死亡率が低く、繁殖率が遅くなります。グランドベンドでは、これはオークパインの森の連続と、選択されたr個の草の継続的な減少によって示されます。オーク松林の二次遷移は一次遷移の最初のケースから約2,900年後に発生し、草地が優勢な砂丘のみの終了は一次遷移の開始から約1,600年後に発生するため、タイムスケールも関連しています。[12]これは、一次遷移が二次遷移によって克服される1、300年の断続的な期間を示しているため、非常に重要です。この期間は、高い種の多様性、kとrの選択された種の混合、および高いコミュニティの生産性によって特徴付けられる可能性があります。kとrが優勢な個体群の中間が高い生産性と種の多様性につながり、その後の二次的な継承が種の多様性の低い極相コミュニティにつながることは、十分に支持された原則です。この1300年の間に、資源が余剰になり、種の多様性が減少し、その結果、kが優勢なオークマツの森になった可能性があります。

次の例に示すように、どのイベントがコミュニティの成長を妨げたりサポートしたりするかを正確に判断することは非常に困難です。一次遷移中に長期間生存する実生はごくわずかであり、アイスランド南東部のSkeiðarársandurという名前の外縁堆積原の実生の1.7%が2005から2007年まで続いた。これらのような選択された種は非常に高いです。これは観察するのに非常に重要な現象です。人口の大きさは地域の歴史を通して一貫しているかもしれませんが、存在する選択された生物の多くは完全に新しい生物である可能性が高いです。これは、生態遷移の規模では非常に予測不可能な多くの要因の1つです。

も参照してください

参照

  1. ^ Baldocchi、デニス。「生態系の継承:誰が/何をどこでいつ行うか」 (PDF)カリフォルニア大学バークレー校のBiometLab 2015年12月9日取得
  2. ^ 「生態遷移|定義と事実|ブリタニカ」
  3. ^ Fujiyoshi et al。、「富士山の一次遷移の初期段階で成長する草本植物に対するアーバスキュラー菌根菌と土壌発達段階の影響」。
  4. ^ KorablevおよびNeshataeva、「Tolbachinskii Dol火山高原(カムチャツカ)の森林帯植生の主要な植物遷移」。
  5. ^ Chapin、F. Stuart; パメラA.マトソン; ハロルドA.ムーニー(2002)。陸域生態系生態学の原則ニューヨーク:スプリンガー。pp。281–304。  _ ISBN 0-387-95443-0
  6. ^ 「コミュニティエコロジー-継承のプロセス|ブリタニカ」
  7. ^ オルティス-アルバレス、リュディガー; ノア・フィーラー; delosRíos、Asunción; カサマヨール、エミリオO .; アルバート・バルベラン(2018年7月)。「一次遷移中の細菌群集の分類学的構造と機能的属性の一貫した変化」ISMEジャーナル12(7):1658–1667。土井10.1038/s41396-018-0076-2ISSN1751-7370_ 
  8. ^ 火山島:アイスランドのスルツェイ島:植物、私たちの美しい世界、 2016年2月2日取得
  9. ^ 道徳、ロジャーデル; ウッド、デビッドM.(1993)。「セントヘレンズ山の火山の初期の一次遷移」植生科学ジャーナル4(2):223–234。土井10.2307/3236108ISSN1654-1103_ 
  10. ^ ウォーカー、ローレンスR.、およびロジャーデルモラル。一次遷移と生態系のリハビリテーション。ケンブリッジ大学出版局、2003年。
  11. ^ Favero-Longo et al。、 "南極海域、サウスオークニー諸島、シグニー島の氷河後退後の地衣類とコケ植物群集の一次遷移
  12. ^ a b Yarranton、GA; モリソン、RG(1974)。「一次遷移の空間ダイナミクス:核形成」エコロジージャーナル62(2):417–428。土井10.2307/2258988ISSN0022-0477_ 
  13. ^ Marteinsdóttir、Bryndís; Svavarsdóttir、Kristín; Thórhallsdóttir、ThóraEllen(2010)。「初期の一次遷移における植生パターンの発達」植生科学ジャーナル21(3):531–540。土井10.1111/j.1654-1103.2009.01161.xISSN1654-1103_