Másodlagos öröklés

A másodlagos szukcesszió a fajok időbeli cseréjére utal olyan súlyos zavarok következtében, mint a hatalmas széldobás, mortalitás vagy az erdő betakarítása.

Kapcsolódó kifejezések:

Élettörténet
Biomassza
Pernye
Hulladéklerakó
Mangrove
Növényfajok

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Úttörő fajok

Úttörők a másodlagos öröklésben

Asztal 1 . A trópusi erdők úttörő fafajainak jellemzői, amelyek megkülönböztetik őket a nem úttörő fajoktól

Úttörő fajok. Nem úttörő fajok

1. A fiatalkorúak zavart követően magokból toboroznak; a palánták nem képesek túlélni egy erdei lombkorona alatt	A palánták és a csemeték egy erdei lombkorona árnyékában maradnak fenn
2. A mag, a fény, a hőmérséklet vagy a talaj nitrátkoncentrációjának változására adott jelekre reagálva jelzi a lombkorona növényzetének zavarását	A magok a szétszóródás után vagy szezonálisan csíráznak a telepítés szempontjából kedvező időszakokban
3. Magok általában kicsik; gyakran szél szétszórt	A magok lehetnek nagyok; gerincesek gyakran szétszórják
4. A magok gyakran megmaradnak a talajban (héttől évtizedig a szétszóródás után)	A magoknak nincs nyugalmi állapotuk, vagy kevesebb mint egy évig maradnak a talajban
5. Magas növekedési ráta és fiatalkori halálozási arány	Alacsonyabb magasságú növekedés, a koronák gyakran oldalirányban terjednek az árnyékban
6. Magas maximális fotoszintetikus sebesség, fénykompenzációs pont és lomb tápanyagkoncentráció	Alacsony maximális fotoszintetikus sebesség, fénykompenzációs pont és lomb tápanyagkoncentráció
7. Rövid életű levelek, nagy levélterülettel, egységnyi levéltömegenként	A fiatalkori növények levelei több évig is fennmaradhatnak, ha az egységnyi levéltömeg alacsony levélterülettel rendelkezik
8. Ritkán elágazó nyitott előtetők	Zárt előtetők
9. Alacsony fasűrűség	Közepesen magas fasűrűség
10. Alacsony befektetés a vegyszeres növényevők elleni védekezésbe	Nagy beruházások a vegyi és szerkezeti védekezésbe
11. Gyakran alakítanak ki védekező kölcsönösségeket a hangyákkal	A védekező kölcsönösség nem gyakori
12. A felnőttek élettartama jellemzően Swaine MD és Whitmore TC (1988) Az ökológiai fajcsoportok meghatározásáról a trópusi esőerdőkben. Vegetatio 75: 81–86.

3. ábra A negatív összefüggés az 1–4 cm átmérőjű csemeték mellmagasságban, az aljzat árnyékában mért éves túlélése és a napsugárzás mediánja között a fa leesési rései között. Az adatok a lombkorona és a középszintű fafajokra vonatkoznak, amelyek féllombos trópusi erdőben nőnek fel az 50 hektáros erdődinamikai parcellán, a panamai Barro Colorado-szigeten. Minden adatpont egy-egy faj. Az úttörő fajok növekedési rátái magasak, árnyékban pedig alacsony a túlélés. Ne feledje, hogy a napra és az árnyékra adott válaszok folytonossága megakadályozza az úttörő céh világos körülhatárolását. Hubbell SP és Foster RB (1992) reprodukciója: Egy trópusi erdő rövid távú dinamikája: Miért fontos az ökológiai kutatás a trópusi természetvédelem és kezelés szempontjából? Oikos 63: 48–61, a Blackwell Publishing engedélyével.

A nagy fényviszonyok között növekvő úttörők számára a fotoszintézissel rögzített rengeteg szénhidrátkészlet felhasználható a ragadozó rovarok szolgáltatásainak együttes megválasztására, amelyek megvédik a növényt a növényevők ellen. Sok úttörőnek vannak virágon kívüli nektáriumai, amelyek táplálékot nyújtanak a rovarok kölcsönös képviselőinek. A trópusi erdőkben az úttörők domináns nemzetségei közül kettő - a neotropikusokban Cecropia (Urticaceae) és az ázsiai trópusokon Macaranga (Euphorbiaceae) - kidolgozottabb kifejlesztett kölcsönösséget fejlesztett ki, amely szembetűnő példát mutat a morfológiai tulajdonságok konvergens fejlődésére. Mindkét nemzetségben a csemeték üreges szárát a hangyakirálynő (Crematogaster Macarangában; Azteca a Cecropiában) gyarmatosítja. A hangyakolóniákat ezután szénhidrátokban és lipidekben gazdag tápláléktestekkel látják el, amelyek a levelek felületén, stipulákon vagy levélnyéleken ( 4. ábra ).

4. ábra a) Cecropia engleriana, az út mentén növekszik az ecuadori Yasuní Nemzeti Parkban. Cecropia spp. a fiatal másodlagos erdők domináns úttörői a neotropikusokban. (b) A legtöbb Cecropia faj üreges szárán agresszív hangyák (Azteca spp.) laknak, amelyek a rovar növényevőit megelőzik. A nyíl a fészek bejáratát mutatja. c) Cserébe a növény a hangyákat a levélnyél tövében található trichiliumon termelt (nyíllal jelölt) tápláléktestekkel látja el.

A másodlagos szukcessziós élőhelyek átmeneti és kiszámíthatatlan előfordulása az úttörők körében nagy szóródási képességet választott. Általában az úttörők kicsi magúak, tükrözve a nagy reproduktív teljesítmény elérését. Ennek ellenére a növények közösségében az úttörők között a magtömeg négy nagyságrenddel változhat, tükrözve a gyarmatosítás sikere (kicsi magokhoz való szelektálás) és a telepítési siker (nagyobb vetőmagtartalékok kiválasztása) közötti második élettörténeti kompromisszumot. A korlátozott elterjedésű úttörők esetében a zavarok megtelepedésének valószínűsége növelhető az életképes magvak populációjának a talajban tartásával. Ezek a talajmag-bankok lehetnek átmeneti jellegűek, a magok a szétszóródást követően néhány hétig vagy hónapig tarthatnak, vagy tartósan fennmaradhatnak, ha a mag évtizedekig fennmarad. A mérsékelt égövű erdőkben a legtöbb magbankot képező faj egynyári vagy évelő gyógynövény. Ezek jellemzően kis magvú fajok (

Öröklés és gyarmatosítás

Chryssanthi Antoniadou,. Chariton-Charles Chintiroglou, az Ökológia enciklopédiája (második kiadás), 2019

Másodlagos utódlási példák

3. ábra A földi szukcesszió általános mintái.

A legtöbb másodlagos szukcesszió esete a zavar; a zavarok súlyossága és gyakorisága meghatározza a rendelkezésre álló biológiai örökségeket, amelyek elindítják a közösség fejlődését. Az állványpótló tűz elősegíti az utódlást a boreális erdőkben, és számos tanulmány dokumentálta az árnyéktűrő úttörők helyettesítését az árnyéktűrő, késő szerális fajokkal. Ezen leegyszerűsítő magyarázó modellen kívül azonban a specifikus telephelyi viszonyok, a fajok kezdeti összetétele, a strukturális minőség, a sűrűségfüggés, az erőforrások szintje és a közbenső zavarok is érintettek, amelyek konvergáló vagy divergáló szukcessziós utakhoz vezetnek (Chen és Taylor, 2012).

Erdei dinamika

Összegzés

Az erdőben együtt elhelyezkedő fák valószínűleg versenyeznek egymással a tápanyagok, a fény és a víz miatt. Csoportként közösséget alkotnak, és a környezet, az aljzat, amelyen helyezkednek el, és a lombkoronában elfoglalt helyzetük által részben ellenőrzött módon hatnak egymásra. Az, hogy a fák hogyan alkalmazkodtak a korlátozott fényforrásokhoz, segít meghatározni annak valószínű képességét és sikerét, hogy domináns és kodomináns szomszédaikon belül vagy alatt maradhatnak. A fafajok kifejezhetik a fülkék preferenciáit, és valószínűleg különálló környezeti gradienseken belül növekedhetnek, amelyeket talán a víz és a tápanyagok elérhetősége és a magassági tartományok határoznak meg.

Az erdő elsődleges vagy másodlagos utódlási folyamatokkal kezdődhet. Megállapításuk után általában átállnak az állomány iniciálásán, a szár kizárásán és az aljzat újraindításán keresztül. Elméletileg, ha hagyják, hogy egy erdő nagyon megöregedjen, akkor elérheti a csúcspontot, bár gyakorlati célokból az idősebb erdők kezelése a késői szukcessziós vagy az őserdő feltételeinek elérését tűzi ki célul. A természeti rendellenességek arra kényszeríthetik az erdõsöket, hogy visszatérjenek az elsõ vagy másodlagos telepítési folyamatokhoz. Az olyan zavarok, mint a trópusi ciklonok vagy a tűz, nagyban befolyásolhatják az erdő állapotát és fejlődését. Az egy vagy két fa elvesztésével járó kisebb rendellenességek erdőréseket eredményeznek, és annak megértése, hogy a fák erdőközösségként hogyan hatnak egymásra, és hogyan alakulnak ki és töltődnek fel a rések, alapvető koncepciókat tartalmaz az erdőgazdálkodók és a természeti erőforrások kezelői számára.

KÉRDÉSEK

Árnyéktűrés. A szomszédok nemrégiben Alabama központjában vásároltak egy nemrégiben betakarított erdőterület kis részét. Némi csalódottságot okoz számukra a fenyőfák termesztésére tett többszöri próbálkozásuk, annak ellenére, hogy a sweetgum és más keményfák előrehaladott regenerációja ma már 2-3 m magas. Nincs erdészeti hátterük, és nem is kértek szakmai tanácsot. Rövid bekezdésben írja le, hogyan reagálna, fő témaként a fák árnyéktűrését használva.

Az erdő dinamikájának megfigyelései. Tegyen egy sétát vagy utazzon el egy közeli erdőbe (fiatal, idős vagy más). Merészkedjen be az erdőbe, távol mindenféle él hatásától. Miután odaért, próbálja meg leírni azokat a dinamikus erdei folyamatokat, amelyekről úgy érzi, hogy előfordulhatnak. Próbáld meg meghatározni azt is, hogy az erdő melyik szakaszában találkozhat az erdővel. Rövid, szakmai előadással az osztályának, és néhány képpel, amelyet a látogatása során készített, írja le ezeket a folyamatokat.

Tetőpont és őserdők. Vannak, akik szerint a csúcserdő fogalma elavult. Rövid bekezdésben írja le a kérdéssel kapcsolatos gondolatait. Fejlesszen ki egy második bekezdést is, amely összehasonlítja a csúcspontú erdő fogalmát a gyakran használt öreg növekedés kifejezéssel. Hogyan különböznek ezek, ha egyáltalán? Öt vagy hat másik hallgatóból álló kis csoportban ossza meg véleményét erről a két kérdésről.

Árnyéktűrés. Válasszon ki egy fafajcsoportot, amely általában az Ön területén növekszik. Például az Egyesült Államok déli részén lehet olyan fenyőket választani, amelyek közé tartoznak a loblolly fenyő (Pinus taeda), a hosszú levelű fenyő, a rövid levelű fenyő (Pinus echinata), a perjeles fenyő (Pinus elliottii), a tavi fenyő (Pinus serotina), a homoki fenyő ( Pinus clausa), és talán mások is. A fák (például Észak-Amerikában, esetleg az észak-amerikai Silvics) élettani tulajdonságait leíró forrás felhasználásával rövid memorandumban írja le a kiválasztott fák árnyéktűrését és azt, hogy ez hogyan különbözhet a csoportonként.

Zavar és utódlás

Edward A. Johnson, Kiyoko Miyanishi, Növényzavar ökológia, 2007

BEVEZETÉS

A természetes vagy antropogén zavarokat hagyományosan úgy tekintették eseményekre, amelyek elsődleges vagy másodlagos utódlást indítottak el, és az utódlás megmagyarázta a növényzet fejlődését zavar nélkül. Így a zavarás és az egymásutániság fogalma elválaszthatatlanul összekapcsolódik a növényökológiában.

Az utódlást olyan sokféle módon és helyzetben alkalmazták, hogy pontos ötletként szinte felesleges. Mindazonáltal, függetlenül attól, hogy az öröklést népességnek (Peet és Christensen, 1980), közösségnek (Cooper, 1923a; 1923b; Clements, 1916) vagy ökoszisztéma (Odum, 1969) jelenségének vagy folyamatának tekintették-e, bizonyos közös gondolatokat tartalmazott. Az öröklés a közösség változásának rendezett, egyirányú folyamata, amelynek során a közösségek egymás után helyettesítik egymást, amíg el nem érik a stabil (önmagukat újratermelődő) közösséget (lásd a definíciókat Abercrombie et al., 1973; Small and Witherick, 1986; Allaby, 1994). Az öröklődés miértjének és irányának magyarázata több mint százéves története során megváltozott, de a legtöbb érv egyetért abban, hogy a fajok egymás utáni különböző szakaszokhoz alkalmazkodnak, és valamilyen módon alkalmatlanná teszik a környezetet önmagukra és alkalmasabbá a fajok a következő szakaszban. Ezt a csoportválasztási érvet először a Warming, Cowles és Clements Lamarck-féle elképzelésekbe helyezték egymás után.

Az utódlás az 1800-as évek végén és az 1900-as évek elején keletkezett egy naturalista megfigyelési hagyományból, amikor a kvantitatív módszerek szinte nem léteztek, az arisztotelészi esszencializmus (Hull, 1965a, 1965b; Nordenskiöld, 1928) még mindig határozottan fogta a természet megértését, és a meteorológia, a talajtan, a biológia és a geológia nagyon gyengén fejlett volt. A megfigyelés további és ugyanolyan fontos területi és időbeli skálája a természettudós látókörére korlátozódott.

A mikorizák szerepe az ökoszisztémákban

Sally E Smith, David J Read, a Mycorrhizal Symbiosis (második kiadás), 2002

A mycorrhizák szerepe a másodlagos utódlásokban

Míg az elsődleges szukcessziók gyakran a tápanyagszegényedés körülményei között kezdődnek, a másodlagos szukcessziónak nevezett folyamatok, amelyek a meglévő növényzet megzavarását követik, általában egy dúsítási környezetben indulnak meg, ahol az N és P korábbi közösség (Walker és Syers, 1976). A megzavart talajt jellemzően elsőként a gyomos egynyári növények foglalják el, különösen azoknál a családoknál, mint a Chenopo-diaceae, a Brassicaceae és a Polygonaceae, amelyek hatékony gyarmatosítók, és amelyeket Stahl (1900) korai munkája óta nagyrészt nem mycorrhizának tartanak. E ruderális növények sikerének alapjainak hagyományos értelmezése az, hogy „r” stratégaként magas termékenységgel, rövid generációs idővel és a tápanyagok rendelkezésre állásának impulzusainak gyors kihasználására képesek (Grime, 1979). Azonban a fentiekben tárgyalt sok ilyen növény érzékenysége a VA micélium jelenlétére felveti annak lehetőségét, hogy e gombák oltási potenciáljának csökkenése, amelyről ismert, hogy zavar okoz (Miller, 1979; Reeves et al., 1979; Allen és Allen, 1980; Janos, 1980, Jasper és mtsai, 1989, 1992; és lásd a 2. fejezetet) sikerük előfeltétele.

Néhány ökoszisztémában az N-állapot megváltoztatására adott válasz az N-fixáló cserjék és fák átmeneti tartózkodóként való megjelenése (van Cleve és Viereck, 1981). A gyepektől a boreális vagy mérsékelt égig terjedő erdőkben a korán megjelenő más fák a Salix és a Populus nemzetség tagjai, amelyek azon túl, hogy könnyű szaporítóanyagokkal rendelkeznek, amelyek fokozzák az egymás utáni környezetekbe való szétszóródás képességét, plaszticitás jellemzi lehetővé teszi számukra a VA és az ektomikorrhizák kialakulását. A VA mycorrhizás gombákkal való kompatibilitás megkönnyítheti azok beépülését a VA mycorrhizás füvek vagy gyógynövények által uralt gyepbe, míg az ectomycorrhizalis gombákkal való társulás előnyös lenne abban a helyzetben, amikor a talaj N fokozatosan nagyobb része szerves formában van jelen.

Ha egyes ökológusok (pl. Clements, 1916; Odum, 1971; MacMahon, 1981) javaslata szerint az öröklődés kiszámítható folyamatok sorozata, amelynek pályáit elsősorban táplálkozási korlátok befolyásolják, egyértelműen fennáll annak a lehetősége, hogy a mikorrhiza kolonizáció jelentős szerepet játszik a folyamatok sebességének és irányának meghatározásában. Ezért több olyan terepi alapú kísérletre van szükség, amelyek megvizsgálják a mikorrhiza állapot manipulálásának a fajok közötti kölcsönhatás kimenetelére gyakorolt hatásait az utódlás különböző szakaszaiban. Csak ezek a megközelítések alapján értékelhető a szimbiózis valódi hatása a közösségi dinamikára.

A fejezetben korábban leírtak alapján nyilvánvaló, hogy valamilyen minta felismerhető a stabil, csúcspontú közösségekben kialakult kapcsolatban, amely végül létrejöhet a biom és az uralkodó micorrhizális típus között. Ennek alapján Read azt javasolta (1984, 1991a, b), hogy a szélességi vagy magassági gradiens mentén bármely helyzetben talált klimatikus és talajfaktorok kombinációja annak a mikorrhiza-típusnak a javára válasszon, amely rendelkezik mindkettő sikeréhez szükséges funkcionális tulajdonságokkal partnerek abban a környezetben (15.13. ábra). Kétségtelen, hogy globális léptékben, zavarok nélkül, a domináns micorrhizális típusok biomával kapcsolatos szegregációja tapasztalható annak ellenére, hogy egy adott típus ritkán, de valaha is előfordul, minden más kizárásával. A mikorrhiza szimbiózis e megfigyelt minták meghatározásában való részvételének mértékét és jellegét - ha van ilyen - kísérletekkel kell még megvizsgálni.

15.13. Ábra A szélesség vagy magasság, az éghajlat, a talaj és a mikorizom típusa közötti feltételezett kapcsolat, valamint a mycorrhizákhoz kapcsolódó vegetatív micélium kialakulásának diagramszerű ábrázolása.