植物群落生態(tài)演替

王衍睿

[摘要]：生態(tài)位是指自然生態(tài)系統(tǒng)中一個種群在時間、空間上的位置以及它與相關種群之間的功能關系。生態(tài)位不只是具體的棲息地，它除了說明棲息地以外，還說明了這一物種在這一群落中的營養(yǎng)地位，包括所需的物理和生物條件（如溫度、濕度、PH值等）以及與其他生物的關系等。

[關鍵詞]：生態(tài)退耕 ；生態(tài)位；群落演替

1. 生態(tài)位與群落演替

1.1 生態(tài)位概念

生態(tài)位是指自然生態(tài)系統(tǒng)中一個種群在時間、空間上的位置以及它與相關種群之間的功能關系。生態(tài)位不只是具體的棲息地，它除了說明棲息地以外，還說明了這一物種在這一群落中的營養(yǎng)地位，包括所需的物理和生物條件（如溫度、濕度、PH值等）以及與其他生物的關系等。

一個物種所利用的各種資源總和的幅度稱為生態(tài)幅。它有助于了解各個種在群落中的優(yōu)勢地位以及批次間的關系，并在某種程度上反映了生物對生態(tài)環(huán)境的適應程度，當兩個或更多的物種共同利用某些資源，即出現(xiàn)了生態(tài)重疊，如果資源供應不足，就會產(chǎn)生利用性競爭，如果環(huán)境壓迫或是競爭激烈，種群對資源的利用就會發(fā)生改變，即出現(xiàn)了生態(tài)位移。

1.2 群落演替

植物群落的發(fā)展主要包括群落的形成、發(fā)育、變化、演替及演化，在群落發(fā)展的過程中，群落中一些種群興起了，一些種群衰落以致消失了，同時環(huán)境條件也在發(fā)生著變化。群落的這種隨著時間的推移而發(fā)生的有規(guī)律的變化稱為演替，演替是一個植物群落被另一個群落所代替的過程，經(jīng)過演替群落達到最終穩(wěn)定狀態(tài)，這一群落稱為頂極群落。群落演替分為原生演替和次生演替兩種類型。

2. 什么是生態(tài)退耕？

生態(tài)退耕是以生態(tài)恢復為目標，把人為干擾強烈的農地轉化為林草地的過程，包括自然棄耕和人工恢復兩種方式，也是土地利用變化過程。生態(tài)退耕不僅影響土地利用與植被的時空格局，而且影響植被演替、土壤質量、水土流失等生態(tài)功能，對當?shù)亟?jīng)濟與社會發(fā)展也具有深遠影響。為了恢復和改善生態(tài)環(huán)境，在自然和人文等因子的驅動下，全球興起了生態(tài)退耕的熱潮，不僅導致土地利用/覆蓋變化，而且強烈地影響生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟。多重尺度上生態(tài)退耕與植被演替時空分布格局研究，已成為景觀生態(tài)學和植物生態(tài)學研究的前沿領域之一，這方面的研究在水土流失嚴重的半干旱黃土丘陵區(qū)尤為重要。本文綜述了多重尺度上生態(tài)退耕的時空格局及其對植被演替時空變異影響的研究進展。

2.1 生態(tài)退耕的驅動因子。

生態(tài)退耕時空格局的驅動因子包括自然和人文兩大類。人文驅動因子主要涉及到人口變化、技術進步、政策變化、政治體制變革、經(jīng)濟發(fā)展、文化價值觀念改變、家庭生活方式等因子。二戰(zhàn)末期的日本和20世紀90年代的拉脫維亞，農村勞動力大量減少，導致農地大規(guī)模退耕。為了控制農業(yè)生產(chǎn)過剩，歐盟從1988年開始實施退耕計劃，退耕地面積大幅增加。在哥斯達黎加，受到政府的成本.共享機制的政策支持，退耕還林面積居中美之首。我國1999年后由政府政策支撐的生態(tài)退耕等原因，導致耕地數(shù)量迅速減少（自然驅動因子包括氣候、地貌、土壤、水文和自然干擾等。因為土壤肥力衰退的限制，在整個熱帶地區(qū)、非洲東部干旱的泛濫平原以及山間高原和高山稀疏草地等地區(qū)的發(fā)展中國家，普遍采用“流動農業(yè)”或“耕作.長期休閑輪作農業(yè)系統(tǒng)”，致使森林、草地開墾與農地退耕周期性重復出現(xiàn)。印度喜馬拉雅山區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，農地向林地擴張必然導致生態(tài)系統(tǒng)的退化，不僅威脅森林生態(tài)系統(tǒng)多樣性和服務功能，而且還威脅傳統(tǒng)農業(yè)的可持續(xù)性，因此生態(tài)退耕勢在必行。我國農地棄耕的主要原因是土壤貧瘠、生態(tài)條件惡化、產(chǎn)出量小或是人力的限制，其中地力下降是撂荒的主要驅動因子。

3. 生態(tài)退耕對植被演替的影響

3.1 生態(tài)退耕與植被演替的關系

棄耕演替是演替理論研究的經(jīng)典模式，早期植被演替經(jīng)典研究的主要內容就是退耕農地的次生演替。熱帶地區(qū)主要集中在“刀耕火種”，導致農地休閑地和棄耕地的植被演替過程（Richards，1979；楊小波和吳慶書，2000）。退耕地上的演替開始于半自然甚至是純粹的人工狀態(tài)，屬于次生演替。生態(tài)退耕后隨著時間延續(xù)，植被類型、結構、多樣性、生物量與有機碳庫等植被結構與功能，都將在某種程度上朝著一定的方向變化。因此，大量退耕演替模型應運而生。促進了對植被演替更深入的理解。Warren和Topping（1999）開發(fā)的植被演替空間占用模型，成功地描述了英國退耕地上所觀測的5種植被演替過程。

3.2 生態(tài)退耕對植被演替過程的影響

退耕過程是一種生態(tài)恢復過程。很多研究表明，不同植被區(qū)生態(tài)退耕后的植被演替進程差異很大。在森林植被區(qū)，典型的退耕次生林演替順序為：1年生和2年生雜草--多年生禾草和非禾草一木本植物--演替后期種。英國觀測表明，10—30年開始出現(xiàn)木本植物，20—40年發(fā)生喜光種向耐蔭種更替，100多年后演替為成熟的落葉闊葉混交林。在草原植被區(qū)，歐洲農地退耕還草后優(yōu)勢種的典型更替順序為：1年生雜草一匍匐多年生植物一多年生禾草。例如在英國的Silwood公園，退耕還草初期以薺菜等1年生植物為主，在2～3年內大車前（Plantago m40r）等多年生草本占優(yōu)勢，演替機制以“忍耐型”為主。在我國科爾沁沙地植被恢復演替過程中，1年生植物占絕對優(yōu)勢，藜科植物種類數(shù)量較為穩(wěn)定；隨著演替進展，多年生植物優(yōu)勢度逐漸增強，禾本科種類增加且在群落中的優(yōu)勢逐漸上升（張繼義等，2004）。在高山植被區(qū)，如亞洲、非洲和南美洲的山間高原和高山稀疏草地區(qū)，耕作.長期休閑的輪作系統(tǒng)，導致植被演替在休閑期間的次生演替較快，早期階段以外來草本植物為主，中期以固氮的豆科植物等當?shù)夭荼局参餅橹?，后期演替階段以高山稀疏草地特有的大型有莖蓮座葉叢和灌木為主。

[參考文獻]：

（Wilcox，1998；Warren&Topping，1999）

（唐克麗等，1998；程積民和萬惠娥，2002；焦峰等，2005）

（李秀彬，1996；Fujisaka et a1.，1996；劉國華等，2000）

（Richards，1979；邱揚等，1997）

（金煜，園林植物景觀設計，2008，遼寧科學技術出版社）