植物群落生态演替

王衍睿

[摘要]：生态位是指自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置以及它与相关种群之间的功能关系。生态位不只是具體的栖息地，它除了说明栖息地以外，还说明了这一物种在这一群落中的营养地位，包括所需的物理和生物条件（如温度、湿度、PH值等）以及与其他生物的关系等。

[关键词]：生态退耕 ；生态位；群落演替

1. 生态位与群落演替

1.1 生态位概念

生态位是指自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置以及它与相关种群之间的功能关系。生态位不只是具体的栖息地，它除了说明栖息地以外，还说明了这一物种在这一群落中的营养地位，包括所需的物理和生物条件（如温度、湿度、PH值等）以及与其他生物的关系等。

一个物种所利用的各种资源总和的幅度称为生态幅。它有助于了解各个种在群落中的优势地位以及批次间的关系，并在某种程度上反映了生物对生态环境的适应程度，当两个或更多的物种共同利用某些资源，即出现了生态重叠，如果资源供应不足，就会产生利用性竞争，如果环境压迫或是竞争激烈，种群对资源的利用就会发生改变，即出现了生态位移。

1.2 群落演替

植物群落的发展主要包括群落的形成、发育、变化、演替及演化，在群落发展的过程中，群落中一些种群兴起了，一些种群衰落以致消失了，同时环境条件也在发生着变化。群落的这种随着时间的推移而发生的有规律的变化称为演替，演替是一个植物群落被另一个群落所代替的过程，经过演替群落达到最终稳定状态，这一群落称为顶极群落。群落演替分为原生演替和次生演替两种类型。

2. 什么是生态退耕？

生态退耕是以生态恢复为目标，把人为干扰强烈的农地转化为林草地的过程，包括自然弃耕和人工恢复两种方式，也是土地利用变化过程。生态退耕不仅影响土地利用与植被的时空格局，而且影响植被演替、土壤质量、水土流失等生态功能，对当地经济与社会发展也具有深远影响。为了恢复和改善生态环境，在自然和人文等因子的驱动下，全球兴起了生态退耕的热潮，不仅导致土地利用/覆盖变化，而且强烈地影响生态环境和社会经济。多重尺度上生态退耕与植被演替时空分布格局研究，已成为景观生态学和植物生态学研究的前沿领域之一，这方面的研究在水土流失严重的半干旱黄土丘陵区尤为重要。本文综述了多重尺度上生态退耕的时空格局及其对植被演替时空变异影响的研究进展。

2.1 生态退耕的驱动因子。

生态退耕时空格局的驱动因子包括自然和人文两大类。人文驱动因子主要涉及到人口变化、技术进步、政策变化、政治体制变革、经济发展、文化价值观念改变、家庭生活方式等因子。二战末期的日本和20世纪90年代的拉脱维亚，农村劳动力大量减少，导致农地大规模退耕。为了控制农业生产过剩，欧盟从1988年开始实施退耕计划，退耕地面积大幅增加。在哥斯达黎加，受到政府的成本.共享机制的政策支持，退耕还林面积居中美之首。我国1999年后由政府政策支撑的生态退耕等原因，导致耕地数量迅速减少（自然驱动因子包括气候、地貌、土壤、水文和自然干扰等。因为土壤肥力衰退的限制，在整个热带地区、非洲东部干旱的泛滥平原以及山间高原和高山稀疏草地等地区的发展中国家，普遍采用“流动农业”或“耕作.长期休闲轮作农业系统”，致使森林、草地开垦与农地退耕周期性重复出现。印度喜马拉雅山区的研究发现，农地向林地扩张必然导致生态系统的退化，不仅威胁森林生态系统多样性和服务功能，而且还威胁传统农业的可持续性，因此生态退耕势在必行。我国农地弃耕的主要原因是土壤贫瘠、生态条件恶化、产出量小或是人力的限制，其中地力下降是撂荒的主要驱动因子。

3. 生态退耕对植被演替的影响

3.1 生态退耕与植被演替的关系

弃耕演替是演替理论研究的经典模式，早期植被演替经典研究的主要内容就是退耕农地的次生演替。热带地区主要集中在“刀耕火种”，导致农地休闲地和弃耕地的植被演替过程（Richards，1979；杨小波和吴庆书，2000）。退耕地上的演替开始于半自然甚至是纯粹的人工状态，属于次生演替。生态退耕后随着时间延续，植被类型、结构、多样性、生物量与有机碳库等植被结构与功能，都将在某种程度上朝着一定的方向变化。因此，大量退耕演替模型应运而生。促进了对植被演替更深入的理解。Warren和Topping（1999）开发的植被演替空间占用模型，成功地描述了英国退耕地上所观测的5种植被演替过程。

3.2 生态退耕对植被演替过程的影响

退耕过程是一种生态恢复过程。很多研究表明，不同植被区生态退耕后的植被演替进程差异很大。在森林植被区，典型的退耕次生林演替顺序为：1年生和2年生杂草--多年生禾草和非禾草一木本植物--演替后期种。英国观测表明，10—30年开始出现木本植物，20—40年发生喜光种向耐荫种更替，100多年后演替为成熟的落叶阔叶混交林。在草原植被区，欧洲农地退耕还草后优势种的典型更替顺序为：1年生杂草一匍匐多年生植物一多年生禾草。例如在英国的Silwood公园，退耕还草初期以荠菜等1年生植物为主，在2～3年内大车前（Plantago m40r）等多年生草本占优势，演替机制以“忍耐型”为主。在我国科尔沁沙地植被恢复演替过程中，1年生植物占绝对优势，藜科植物种类数量较为稳定；随着演替进展，多年生植物优势度逐渐增强，禾本科种类增加且在群落中的优势逐渐上升（张继义等，2004）。在高山植被区，如亚洲、非洲和南美洲的山间高原和高山稀疏草地区，耕作.长期休闲的轮作系统，导致植被演替在休闲期间的次生演替较快，早期阶段以外来草本植物为主，中期以固氮的豆科植物等当地草本植物为主，后期演替阶段以高山稀疏草地特有的大型有茎莲座叶丛和灌木为主。

[参考文献]：

（Wilcox，1998；Warren&Topping，1999）

（唐克丽等，1998；程积民和万惠娥，2002；焦峰等，2005）

（李秀彬，1996；Fujisaka et a1.，1996；刘国华等，2000）

（Richards，1979；邱扬等，1997）

（金煜，园林植物景观设计，2008，辽宁科学技术出版社）