初生演替的生物多樣性變化

李聞禧

摘要：隨著人類對(duì)自然的破壞日益加劇，關(guān)于生物多樣性的研究日漸引起學(xué)界重視，而初生演替的生物多樣性則成為了相關(guān)研究的核心，也是高中生物教材中中學(xué)生難以理解和掌握的難點(diǎn)。基于此，本文就何為初生演替、初生演替的生物多樣性變化進(jìn)行了論述，希望由此能夠?yàn)橄嚓P(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來一定啟發(fā)及有助于中學(xué)生理解和掌握相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：初生演替；生物多樣性；微生物演替

前言：作為生態(tài)學(xué)的重要概念，演替指的是一個(gè)生物群落代替另一個(gè)群落的過程，雖然本文限于研究深度，研究的重點(diǎn)同樣集中在植物演替方面，不過微生物演替也將在文中占有一定篇幅，這也是本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)所在。

1.初生演替的概念

在原生裸地或原生荒原上進(jìn)行的演替被稱為初生演替，也可以將其視作為在一個(gè)從來沒有被植物覆蓋的地面或者是原來存在過植被，但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。如，砂巖、火山巖、冰川泥等均屬于其中的典型，演替具有速度慢、時(shí)間長的特點(diǎn)，一般經(jīng)歷三大階段：侵入定居階段、競爭平衡階段、相對(duì)穩(wěn)定階段。初生演替可以細(xì)分為旱生演替系列與水生演替系列。

1.1旱生演替系列

流程為地衣植物階段→苔蘚植物階段→草本植物階段→灌木植物階段→喬木植物階段，其中不同階段的具體表現(xiàn)如下：（1）地衣植物階段。可以細(xì)分為殼狀地衣、葉狀地衣、枝狀地衣，三者屬于地衣植物階段的細(xì)分內(nèi)容，隨著土壤的不斷增多，生長能力強(qiáng)的枝狀地衣將全部代替葉狀地衣。（2）苔蘚植物階段。在溫和多雨季節(jié)大量生長，在干旱季節(jié)則陷入休眠狀態(tài)，相較于地衣植物階段，苔蘚植物階段能夠積蓄更多土壤。（3）草本植物階段。草本植物本身屬于低小耐旱種，而隨著草本植物逐漸取代苔蘚植物，土壤積蓄將進(jìn)入新的狀態(tài)，土壤中的真菌、小動(dòng)物也將不斷增多。（4）灌木植物階段。喜光陽性灌木出現(xiàn)，形成優(yōu)勢灌木群落。（5）喬木植物階段。陽性喬木樹種逐漸形成森林，林下生成灌木和草本植物復(fù)合的森林群落[1]。

1.2水生演替系列

流程為自由漂浮植物階段→沉水植物階段→浮葉根生植物階段→直立植物階段→濕生草本植物階段→疏林階段→中生森林階段，不同階段的具體表現(xiàn)如下：（1）自由漂浮植物階段。在各類有機(jī)質(zhì)死亡殘?bào)w、礦質(zhì)微粒作用下，湖底不斷增高。（2）沉水植物階段。出現(xiàn)輪藻屬植物，金魚藻、貍藻等出現(xiàn)，受有機(jī)質(zhì)積累較快影響湖底進(jìn)一步墊高。（3）浮葉根生植物階段。睡蓮等漂浮植物出現(xiàn)，植物殘?bào)w量進(jìn)一步提升，更多泥沙沉積。（4）直立植物階段。水深進(jìn)一步變淺，個(gè)體較大的蘆葦、香蒲出現(xiàn)，泥沙攔截能力進(jìn)一步提升，湖底迅速升高。（5）濕生草本植物階段。根莖發(fā)達(dá)濕生沼澤植物大量出現(xiàn)，排水與墊高能力進(jìn)一步提升。（6）疏林階段。耐水灌木與喬木出現(xiàn)。（7）中生森林階段。形成森林，土壤條件逐漸改變。

2.初生演替生物多樣性變化

2.1研究對(duì)象

為了明晰初生演替的生物多樣性變化，筆者選擇了黃河三角洲處海陸交接地帶作為研究對(duì)象，這一研究對(duì)象本身屬于新生濕地生態(tài)系統(tǒng)，由于其形成主要受黃土高原表層肥土影響，這就使得該研究對(duì)象存在著不穩(wěn)定性、易變性、脆弱性特征，而隨著黃河三角洲處海陸交接地帶成土年齡不斷增加，該演替對(duì)象便可以視作是初生演替的縮影，這也是筆者選擇其作為研究對(duì)象的原因。

在黃河三角洲處海陸交接地帶的演替過程中，研究對(duì)象最早形成了大量鹽漬土，且靠海地段的鹽化程度較為嚴(yán)重，而在鹽漬土的不斷發(fā)育過程中，鹽生植物群落開始按照演化程度在研究對(duì)象地帶分布，而隨著雨水和地下水的不斷作用，研究地段的上層鹽分不斷縮減，低等生物由此出現(xiàn)，黃河三角洲處海陸交接地帶也由此真正開始土壤發(fā)育。在土壤發(fā)育過程中，堿蓬群落作為先鋒植物侵入，這就使得土壤的鹽分集聚實(shí)現(xiàn)了有效緩解，而隨著地帶性落葉闊葉林群落的演替完成，黃河三角洲處海陸交接地帶的土壤將完成脫鹽，該研究對(duì)象也由此發(fā)展道路植被演替的高級(jí)階段[2]。

2.2研究方法

結(jié)合機(jī)械抽樣、樣地設(shè)置樣方的研究方法，即可對(duì)植物種相對(duì)蓋度、高度、品度和重要值進(jìn)行分析，并由此完成黃河三角洲處海陸交接地帶初生演替的生物多樣性變化分析，這一研究中初生演替的生物多樣性變化主要圍繞光板地、減蓬群落、補(bǔ)血草群落、蘆葦群落展開。

2.3生物多樣性變化

結(jié)合業(yè)內(nèi)人士的研究結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，能夠直觀衡量生活多樣性的多樣性指數(shù)（HVegetation）在黃河三角洲處海陸交接地帶的演替過程中變化明顯，隨著光板地向蘆葦群落的演變，物種水平上種群的多樣性和異質(zhì)性不斷提升，由此可見初生演替的不斷深入直接導(dǎo)致黃河三角洲處海陸交接地物種數(shù)量不斷增加、植物群落結(jié)構(gòu)日漸復(fù)雜。值得注意的是，安徽銅陵尾礦區(qū)形成的初生演替系列，同樣能夠直觀證明初生演替對(duì)生物多樣性變化帶來的積極影響，這點(diǎn)也需要引起學(xué)界重視。

3.微生物角度的初生演替多樣性變化

同樣結(jié)合業(yè)界關(guān)于黃河三角洲處海陸交接地初生演替的相關(guān)研究，筆者發(fā)現(xiàn)作為研究對(duì)象的黃河三角洲處海陸交接地土壤微生物存在著遺傳、結(jié)構(gòu)、功能三方面多樣性特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)便直觀說明了初生演替過程中土壤中微生物利用碳源的能力在不斷提升。值得注意的是，黃河三角洲處海陸交接地初生演替在土壤的結(jié)構(gòu)多樣性特征表現(xiàn)為細(xì)菌與真菌總量的先減小后增大，遺傳性特征多樣性則展現(xiàn)了土壤微生物的代謝類型多樣、適應(yīng)能力強(qiáng)特征。總的來說，微生物的生物量、利用碳源能力、代謝能力雖然直接受到黃河三角洲處海陸交接地初生演替階段的影響，但微生物群落的功能多樣性所受到的影響并不大，由此便能解釋黃河三角洲處海陸交接地初生演替生物多樣性變化過程出現(xiàn)的種種特征。

結(jié)論：

綜上所述，初生演替將直接導(dǎo)致生物多樣性的變化，而這種變化一般向積極方向發(fā)展，即朝著物種多樣化、群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、生態(tài)功能完善的方向發(fā)展。而在此基礎(chǔ)上，本文涉及的黃河三角洲處海陸交接地初生演替研究實(shí)例，則直觀證明了本文具有一定實(shí)踐價(jià)值，這點(diǎn)并未受到筆者本人的高中生身份影響。因此，相關(guān)理論研究與實(shí)踐探索中，本文內(nèi)容便可以作為參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉霞，李忠勤，婁愷.冰川前緣土壤微生物原生演替的生態(tài)特征——以烏魯木齊河源1號(hào)冰川為例[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，3023：6563-6570。

[2]劉梅，陽貴德，孫慶業(yè).銅陵銅尾礦廢棄地生物土壤結(jié)皮中的藍(lán)藻多樣性[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，3122：6886-6895。endprint