植物群落生態演替

王衍睿

[摘要]：生態位是指自然生態系統中一個種群在時間、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]：生態退耕 ；生態位；群落演替

1. 生態位與群落演替

1.1 生態位概念

生態位是指自然生態系統中一個種群在時間、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幅。它有助于了解各個種在群落中的優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環境的適應程度，當兩個或更多的物種共同利用某些資源，即出現了生態重疊，如果資源供應不足，就會產生利用性競爭，如果環境壓迫或是競爭激烈，種群對資源的利用就會發生改變，即出現了生態位移。

1.2 群落演替

植物群落的發展主要包括群落的形成、發育、變化、演替及演化，在群落發展的過程中，群落中一些種群興起了，一些種群衰落以致消失了，同時環境條件也在發生著變化。群落的這種隨著時間的推移而發生的有規律的變化稱為演替，演替是一個植物群落被另一個群落所代替的過程，經過演替群落達到最終穩定狀態，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. 什么是生態退耕？

生態退耕是以生態恢復為目標，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、水土流失等生態功能，對當地經濟與社會發展也具有深遠影響。為了恢復和改善生態環境，在自然和人文等因子的驅動下，全球興起了生態退耕的熱潮，不僅導致土地利用/覆蓋變化，而且強烈地影響生態環境和社會經濟。多重尺度上生態退耕與植被演替時空分布格局研究，已成為景觀生態學和植物生態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尤為重要。本文綜述了多重尺度上生態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 生態退耕的驅動因子。

生態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、經濟發展、文化價值觀念改變、家庭生活方式等因子。二戰末期的日本和20世紀90年代的拉脫維亞，農村勞動力大量減少，導致農地大規模退耕。為了控制農業生產過剩，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退耕等原因，導致耕地數量迅速減少（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、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的發展中國家，普遍采用“流動農業”或“耕作.長期休閑輪作農業系統”，致使森林、草地開墾與農地退耕周期性重復出現。印度喜馬拉雅山區的研究發現，農地向林地擴張必然導致生態系統的退化，不僅威脅森林生態系統多樣性和服務功能，而且還威脅傳統農業的可持續性，因此生態退耕勢在必行。我國農地棄耕的主要原因是土壤貧瘠、生態條件惡化、產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. 生態退耕對植被演替的影響

3.1 生態退耕與植被演替的關系

棄耕演替是演替理論研究的經典模式，早期植被演替經典研究的主要內容就是退耕農地的次生演替。熱帶地區主要集中在“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，屬于次生演替。生態退耕后隨著時間延續，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 生態退耕對植被演替過程的影響

退耕過程是一種生態恢復過程。很多研究表明，不同植被區生態退耕后的植被演替進程差異很大。在森林植被區，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年開始出現木本植物，20—40年發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，歐洲農地退耕還草后優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年生植物占絕對優勢，藜科植物種類數量較為穩定；隨著演替進展，多年生植物優勢度逐漸增強，禾本科種類增加且在群落中的優勢逐漸上升（張繼義等，2004）。在高山植被區，如亞洲、非洲和南美洲的山間高原和高山稀疏草地區，耕作.長期休閑的輪作系統，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地草本植物為主，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）