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28.8:

生態系の遷移

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Ecological Succession

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講師]生態学的な継承は、時間の経過とともに コミュニティ構造が徐々に変化することです。この変化は、多くの場合、環境障害によって引き起こされます。環境学者は、環境の乱れに続いて コミュニティがどのように発展するかを、一次遷移または二次遷移として説明します。一次遷移は、生物が氷河の後退または火山噴火によってもたらされた 裸の岩に定着するときに発生します。どちらの場合も、岩には土壌も生命体もありません。先駆種は、このような環境の乱れによって 作成された厳しい条件で繁栄することができる 丈夫な生物です。真菌と藻類またはシアノバクテリアで構成される 共生生物である地衣類は、一般的な先駆種です。地衣類は岩から栄養素を吸収し、光合成によりバイオマスを生成します。時間が経つにつれて、地衣類は、酸を放出し、岩の表面に浸透することにより、岩の風化を加速します。死んだ地衣類のバイオマスは、土壌形成に貢献します。その後、土壌にはさまざまな種類の植物が 順次定着します。多くの場合、最初にコケが現れ、次に草、次に低木、松などの日陰を好まない木、およびオークなどの日陰を好む木が続きます。最終的には、新しいコミュニティの種構成は 比較的に安定します。このようなクライマックスコミュニティは、障害が発生するまでほとんど変化しません。全体として、一次継承がクライマックスコミュニティを形成するためには 数百年かかる場合があります。二次継承は、洪水や火災などの 障害により開けた土地に、生物が生息地を 再植民地化したときに発生します。このような撹乱の後、通常、一年生植物、草本多年生植物、および草のような先駆種が 最初に土壌に生息し、続いて低木や木が生息します。二次継承で出現するクライマックスコミュニティは、以前のものとは非常に異なる場合があります。二次継承により、オークやヒッコリーの森では 通常約150年で、より急速に クライマックスコミュニティが確立されます。

28.8:

生態系の遷移

生態系の遷移は、促進、抑制、寛容のプロセスに影響されます。促進は、初期の遷移種が栄養、水、光の利用可能性を高めるなど、後続種にとってより有利な生態条件を作り出すときに起こります。一方、抑制は、早い時期に繁殖した種が、資源の利用を制限するなど、後続の種にとって好ましくない生態条件を作り出す場合に起こります。場合によっては、撹乱が初期の阻害種に悪影響を与えた場合にのみ、後続の種が繁栄するチャンスが生まれることもあります。最後に寛容とは、一次遷移種が作り出す生態的条件が、後期遷移種の出現を助けることも妨げることもない場合を指します。

例えば、アラスカのグレイシャー・ベイでは、氷河の後退による一次遷移を生態学者が盛んに研究しています。1,500年の間に、レバゴケなどの先駆種が匍匐性の低木に道を開き、その低木がハンノキなどのより大きな低木や樹木へと発展していきました。最終的には、トウヒの木が優勢な極相が形成されました。この遷移パターンには、促進と抑制が影響しています。低木のチョウノスケソウDryasやハンノキは土壌中の窒素含有量を改善し、トウヒの苗木の定着を促進しました。しかし、これらの早い時期に遷移する種が生み出す競争力と葉くずは、遅い時期に遷移する種の発芽と苗木の生存を妨げました。

生態系の遷移を理解することは重要です。農業、皆伐、家畜による過放牧などが陸域の生態系を撹乱し、種の多様性を低下させています。生態系はこのような撹乱から生態系遷移を経て自然に回復できますが、土壌の栄養分の損失や有害化学物質などの深刻なダメージを受けると、回復が遅れたり、妨げられたりすることがあります。この問題に対処するため、修復生態学者は生態系遷移の原理を応用して、極相への移行を加速させ、ダメージを受けた生態系を修復します。

Suggested Reading

Chang, Cynthia C., and Benjamin L. Turner. "Ecological succession in a changing world." Journal of Ecology 107, no. 2 (2019): 503-509. [Source]

Emery, Sarah. 2010. “Succession: A Closer Look.” Nature Education Knowledge 3 (10): 45. [Source]

Chen, Jie, Hans-Peter Blume, and Lothar Beyer. “Weathering of Rocks Induced by Lichen Colonization — a Review.” Catena 39, no. 2 (March 1, 2000): 121–46. [Source]