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論文關(guān)鍵詞:生態(tài)演替螺旋式上升理論生態(tài)位信息

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論文摘要:根據(jù)時間、空間和信息三位一體的思想,依據(jù)Gause假說,提出生態(tài)演替螺旋式上升理論,成功解釋了假說所不能解釋的問題,并根據(jù)許多生態(tài)學(xué)家的科學(xué)論述,及一些生態(tài)實驗、許多生態(tài)演替的客觀事實進(jìn)行了科學(xué)論證。

1反映植被演替的三種狀態(tài)——時間生態(tài)位、空間生態(tài)位和信息生態(tài)位

生態(tài)位是指種群在群落中的地位和角色,一個群落中,一個種群與其他種群相關(guān)聯(lián)的位置為其生態(tài)位。即每個種群在群落中都有不同于其他種群的自己的時間、空間位置,也包括在生物群落中的機(jī)能地位(信息位置)。我們把這一種群與其他種群相互關(guān)聯(lián)的時間位置、空間位置、信息位置分別稱作時間生態(tài)位、空間生態(tài)位、信息生態(tài)位,它們之間的關(guān)系為:①空間生態(tài)位是時間生態(tài)位和信息生態(tài)位的具體表現(xiàn)形式;②空間生態(tài)位是時間生態(tài)位在信息生態(tài)位的作用下,充分利用(或釋放)環(huán)境的物質(zhì)和能量,發(fā)展進(jìn)化或下降退化的結(jié)果。③信息生態(tài)位決定著時間生態(tài)位和空間生態(tài)位的最終發(fā)展方向。④時間生態(tài)位和空間生態(tài)位對信息生態(tài)位又有改造或影響的作用。⑤信息生態(tài)位和時間生態(tài)位要依賴于空間生態(tài)位而存在和發(fā)展。

2生態(tài)演替螺旋式上升理論

2.1Gause假說與意義

Gause假說就是指由于競爭的結(jié)果,生態(tài)位接近的2個種不能永久共存,它可表達(dá)以下意義:①如果2個種在1個穩(wěn)定的群落中占據(jù)了相同的生態(tài)位,1個種終究將被消滅。②在1個穩(wěn)定的種群中,沒有任何2個種是直接的競爭者,因為這些種在生態(tài)位上要求不一,而減少了它們之間的競爭,保證了群落穩(wěn)定。③群落乃是一個相互作用,生態(tài)位分化的種群系統(tǒng),這些種群在它們對群落的空間、時間、資源的利用方面,以及相互作用的可能類型,都趨向于相互補(bǔ)充而不是直接競爭。

根據(jù)Gause假說,得出競爭排斥原理,在一個穩(wěn)定環(huán)境內(nèi),2個以上受資源限制,但是有相同資源利用方式的種,不能永久地共存一處,也就是完全的競爭者都不能共存。這樣種內(nèi)個體的生存競爭更為激烈,如果它們之間的生態(tài)位發(fā)生重合的話,它們更不能長久共存。因為同種之間的種群最容易發(fā)生生態(tài)位的重合,頂極群落如果由單一種群組成的話,將會最終走向同歸于盡。由于地形等空間位置的差別和演替過程的不同,時間生態(tài)位和空間生態(tài)位一般不會重合,要重合只能是局部重合,因此只有同種的苗木間發(fā)生的競爭關(guān)系,才有種群個體生態(tài)位發(fā)生近似重合問題。但是頂極假說的前提是在一定范圍內(nèi)空間生態(tài)位(生境)是無差別的,均質(zhì)的,植被演替的結(jié)果都要最終達(dá)到這一狀態(tài),最后必將走向全面消亡,那便是世界末日的到來,它忽視了時間生態(tài)位和信息生態(tài)位的存在,并把空間生態(tài)位絕對化靜止化,顯然是不正確的,必須要有一個全新的理論來代替它,這便是生態(tài)演替螺旋式上升理論。

2.2生態(tài)演替螺旋式上升理論

根據(jù)上面的研究,及大量生態(tài)植被演替的現(xiàn)實,提出以下結(jié)論。所有生態(tài)植被均處于演替狀態(tài),當(dāng)沒有外力破壞作用,或植被內(nèi)在生理機(jī)制的反作用超過外力破壞作用時,是進(jìn)展演替,否則是逆行演替,是植被的內(nèi)在生理機(jī)制決定著演替的方向和趨勢,植被的演替是植被所在的空間生態(tài)位、時間生態(tài)位和信息生態(tài)位3種因素綜合交織作用的結(jié)果。在一定的地區(qū)內(nèi),最后局部或一部達(dá)到與該地區(qū)相適應(yīng)的最穩(wěn)定、最平衡的狀態(tài),即頂極。一個氣候區(qū)內(nèi)的所有系列的群落,只有1個氣候頂極,但頂極并非終極,當(dāng)達(dá)到頂極后,由于頂極群落內(nèi)生理機(jī)制的局限,它最終要回到原來演替的某一階段,重新產(chǎn)生新的生物群落,這種往復(fù)不是簡單的回歸,群落對環(huán)境改造作用更加強(qiáng)烈,繼續(xù)向氣候頂極演替,也可能會產(chǎn)生新的氣候頂極,這樣循環(huán)往復(fù),以至無窮,每一次的循環(huán)往復(fù),伴隨進(jìn)行的是更高層次的演替,使生物多樣性不斷增加,群落的生產(chǎn)力不斷提高,對環(huán)境具有越來越強(qiáng)的改造作用,是一螺旋式上升過程。當(dāng)進(jìn)行逆行演替時,在外力破壞作用停止,或群落內(nèi)生理機(jī)制的反作用超過外力破壞作用時,就馬上進(jìn)行進(jìn)展演替,進(jìn)入上述的演替循環(huán)狀態(tài)?？梢?生態(tài)演替是一種波浪式前進(jìn),螺旋式上升過程。

3理論的驗證

3.1許多生態(tài)學(xué)家在此方面的理論探索與研究

克里門茨的單元頂極學(xué)說與其他諸位的多元頂極及鑲嵌或格式假說,從誕生之日起,就受到許多學(xué)者的批判和反對。單元頂極學(xué)說,即成了頂極終極論,它忽略了各種天然原始植被群落在同一地區(qū)內(nèi)共存發(fā)展、不斷演替的客觀現(xiàn)實,發(fā)展終極論不符合唯物辯證法的觀點。而多元頂極、鑲嵌、格式假說,只強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)有的客觀實在,而忽視了群落的發(fā)展、進(jìn)化與演替,陷入“存在合理論”的泥坑,它們最致命的一點就對生物多樣性的發(fā)展和物種進(jìn)化無法解釋,它只解釋了部分物種的局部消亡問題。因此許多學(xué)者提了不同的觀點,現(xiàn)列舉如下。

Maissurow(1941),Jones(1945),Loucks(1970),Henseman(1973)認(rèn)為生態(tài)演替原因有:風(fēng)、水、山崩和火災(zāi)的破壞,許多林木可能是因為特別的衰老。在沒有破壞的情況下,由于氣候(Goopen,1960),或者缺乏捕食動物(Peterkin和Tubbs,1965),有利于幼苗生長,林木可能出現(xiàn)同齡群。對于群落演替、穩(wěn)定群落的收斂及其周期性,GLeason(1972),Whitakter(1957),Drury(1971),Nisbet(1973),曾有過明確的論述。Hom(1975)指出,穩(wěn)定的森林,是演替地塊的鑲嵌。

Gause(1934)的研究表明,生態(tài)上類似的種,很少能夠存在于簡單的同一實驗室系統(tǒng)中;生活在一起的種必須都具有各自獨特的生態(tài)位。

R.M梅指出,雖然生態(tài)位重疊明顯地是利用性競爭的一個必要條件,但重疊并不一定導(dǎo)致競爭,除非資源供應(yīng)不足(在一可利用資源過剩的競爭真空中,生態(tài)位即使完全重疊,而對于有機(jī)卻沒有傷害)。干擾性競爭一般不會形成,除非生態(tài)位在有限資源利用中有重疊的可能(即必須有利用性競爭潛在或存在的可能)。因而競爭的避免可能導(dǎo)致資源利用的完全非重疊模式(不連續(xù)生態(tài)位)。

Hutchinson(1961)在解釋浮游生物的明顯“困境”(即一個多樣性較豐富的群落成員共同生存在具有生態(tài)位基本重疊,相當(dāng)均勻的物理環(huán)境)中指出,時間上變化著的環(huán)境通過定期地改變組分種的相對競爭能力,可以促進(jìn)多樣性發(fā)展,從而允許他們共同生存。Gause認(rèn)為,在共同生存的種之中,必須存在著某種生態(tài)學(xué)差別。

R.M梅又指出,競爭的優(yōu)勢種死亡者可能把空間留給持續(xù)的早期演替種,而“未受干擾”的森林,實際上可能是演替的塊狀鑲嵌。在一定地點上,任一群落周期性被清除在地質(zhì)層次構(gòu)造中有著十分清晰的反映,通過演替而恢復(fù)原來多樣性的現(xiàn)象,在化石記錄中具有較高的發(fā)現(xiàn)頻率。Bretsky(1975)指出,一些奧陶紀(jì)后期的剖面順序,好象是2~3個的偶見底食性種,在遠(yuǎn)岸裸泥土開始形成的群落演替過程。Walker和Albestadt(1975)在(奧陶紀(jì)到白堊紀(jì)期間的)一些礁石中也發(fā)現(xiàn)了演替的序列。

南開大學(xué)教授唐廷貴認(rèn)為,頂極群落具有最大時熵值,可以保持相當(dāng)長的時間,但不能使熵增加,否則將達(dá)到超平衡狀態(tài),表現(xiàn)為衰老或腐朽。如果無外力干預(yù),頂極群落將有走向自我毀滅的發(fā)展趨勢。

3.2許多生態(tài)實驗為這一理論提供了有力的佐證

在一個群落內(nèi),生態(tài)演替實質(zhì)上就是當(dāng)2個種群的時間生態(tài)位和空間生態(tài)位發(fā)生重合時,而由于信息生態(tài)位的差異而導(dǎo)致競爭演替,群落的原有優(yōu)勢種被現(xiàn)有種、現(xiàn)有優(yōu)勢種,被將來的種所取代的現(xiàn)象或趨勢,或者原有優(yōu)勢中已經(jīng)取代更原始優(yōu)勢種的事實。

在不列顛群島有兩種草本小植物,巖棲豬殃殃,分布在草地和石南灌叢地稍酸性的土壤上,尤其砂壤十分普遍,而矮豬殃殃與巖棲豬殃殃非常近緣,但生長在白堊或石灰?guī)r上的堿性土壤中。英國生態(tài)學(xué)家ArturTanseley的實驗表明,在溫室里的酸性或堿性土壤中2個種都能生長,但是每一個種都在它常見的那個類型土壤中生長較好。在兩類型土壤上分別混種2個種,結(jié)果矮豬殃殃在堿性土上生成較快,巖棲豬殃殃在酸性土上生長較快,它們分別排擠取代了自己的競爭對手。這一實驗表明,由于營養(yǎng)的限制,時間生態(tài)位與空間生態(tài)位分別發(fā)生重疊。而由于信息生態(tài)位的差別,而使一種植被被另一種植被所取代,發(fā)生了生態(tài)演替。

Gause(1934)進(jìn)行的草履蟲實驗表明,生態(tài)位越相近的種競爭越強(qiáng)烈,而生態(tài)位有一定差別的種而能暫時共存。整個實驗也表明,由于營養(yǎng)空間的限制,各種群密度達(dá)至一定程度不再上升,而保持一定的穩(wěn)定狀態(tài),這說明同種之間由于生態(tài)位完全重疊,而競爭更為激烈。

3.3大量生態(tài)演替的事實與現(xiàn)實可證明這一理論的正確性

冰川遺植物小苦艾,是一種高山小植物,現(xiàn)在僅分布在挪威烏拉爾山脈和蘇格蘭的兩孤立地區(qū),它在最后一次冰川之后還是廣泛分布的,但隨著森林的擴(kuò)展它的分布受到了限制。

海濱車前現(xiàn)只見于海水常常泛濫的鹽灘和常受霜凍干擾的山地。當(dāng)末次冰川結(jié)束時,它在歐洲分布廣泛,隨著林地擴(kuò)展,被迫占據(jù)了兩種不相似的生境。根據(jù)古生物化石分析,蘇鐵在2.2億至0.6億年前,在俄勒岡州、西伯利亞、格陵蘭、瑞典、中歐、意大利和澳大利亞均有分布,但現(xiàn)在除澳大利亞外,已找不到蘇鐵群落,它們大都被被子植物所取代。蘇鐵與被子植物相比,其有效繁殖差,生長緩慢,而不能與之競爭空間和陽光。蘇鐵的現(xiàn)存種,是進(jìn)化遺。

據(jù)Hom(1975),新澤西州、普林斯頓附近的荒廢農(nóng)田的生態(tài)進(jìn)展演替過程如下:紅樺—紫樹—紅花槭—山毛櫸,此自然過程需350a完成,山毛櫸便是當(dāng)?shù)氐捻敇O種。研究發(fā)現(xiàn),紅花槭或紫樹有取代山毛櫸、紫樹有代替紅花槭的現(xiàn)象,另外這三個種也能進(jìn)行自我更新。

原始紅松林,是長白山地區(qū)的氣候頂極群落,天然更新普遍不良,它的逐年更新進(jìn)程,反映出馬鞍形的波狀起伏,表現(xiàn)出與紅松種子年的關(guān)系。當(dāng)林冠疏開后,紅松的更新則有顯著好轉(zhuǎn),但是紅松不能在短期內(nèi)占據(jù)林分中的優(yōu)勢,闊葉樹仍是大量的。同一世代內(nèi)發(fā)生的幼苗幼樹數(shù)量雖然少,但紅松能較長期的忍耐庇蔭,壽命亦較其他針闊葉樹種長,經(jīng)過幾個世代以上能活下去的幼樹長期積累,才能逐漸成為林分中的優(yōu)勢種而進(jìn)入主林層。

在我省分布的櫟類落葉闊葉林是地域性頂極群落,出現(xiàn)林下自我天然更新普遍不良,而針葉樹在其林下天然更新良好的現(xiàn)象。

從山東省臨朐縣山旺化石研究分析發(fā)現(xiàn),在1200萬年前,在亞熱帶氣候控制下,在當(dāng)?shù)厣降赜写笃?、冷杉屬和鐵杉屬林存在,可能是當(dāng)時的頂極群落,本省現(xiàn)屬暖溫帶氣候,對冷杉、云杉屬植物來講(對現(xiàn)存種),更適于其生存和發(fā)展,本省曾對這兩屬樹木進(jìn)行了多次引種試驗,均未成功。這從反面證明對外界環(huán)境的改造作用,或者是原始適應(yīng)種已不存在,發(fā)生了頂極群落種的更迭。

原始林的森林景觀,一般以各種生態(tài)群落的鑲嵌或格式狀態(tài)出現(xiàn),這恰恰從正面驗證了時間生態(tài)位和信息生態(tài)位在空間生態(tài)位上的表達(dá)。

總之,不論從生態(tài)理論的發(fā)展過程,還是從生態(tài)演替實驗和現(xiàn)實,都充分證實了生態(tài)演替螺旋式上升理論的正確與可行性。

參考文獻(xiàn):

[1]東北林學(xué)院.森林生態(tài)學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,1981.

[2]周光裕.山東森林[M].北京:中國林業(yè)出版社,1986.

[3][美]R.M.梅.理論生態(tài)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1982.

[4]云南大學(xué).植物生態(tài)學(xué)[M].北京:人民教育出版社,1980.

[5][英]C.BarryCox.生物地理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1985.