群落系統發育

群落系統發育又稱世紀演替，是指一個區域的植被或其他生物類型的發展過程。

群落系統發育的延續時間相當長久，一般以地質年代（萬年或億年）計算，常伴隨氣候的歷史變遷或地貌的大規模塑造而發生。

不論季相演替或演替，都是群落系統發育的結果，群落的種類組成發生質的變化，即優勢種或全部物種的更替。

基本介紹

• 中文名：群落系統發育
• 外文名：phylocoenogenesis
• 又稱：世紀演替
• 時間計算：一般按地質年代計算
• 伴隨發生現象：氣候歷史變遷或地貌的大規模塑造
• 特點之一：延續時間相當長久

概念

群落系統發育是指一個區域的植被類型（如森林、草原、荒漠等）或其他生物的發展過程，其經歷的時間相當長，一般按地質年代計算，其還與植物區系的進化有關。

特點

群落系統發育又稱世紀演替，這類演替占有很長的地質年代，演替過程與種系進化過程密切相關，進程非常緩慢。

群落系統發育是一個不間斷的過程。總的看來，它的進程十分緩慢。但是，在地殼作用加強，或氣候變化迅速的條件下，它的速度會變快。

從群落系統發育過程看，植物種群的成熟度越高，植物種類組成越趨於完善和穩定，種間關係也趨於正聯結，以求得物種間的穩定共存。

研究與運用

①相關學者研究了長白山5.2 hm²次生楊樺林樣地的群落構建機制。以樣地內47種胸徑≥1cm的木本植物為研究對象，構建了物種間的系統發育樹，並分析了不同空間尺度和不同徑級結構下群落的系統發育結構。結果顯示，隨著空間尺度的增大，群落系統發育結構的發散程度先增大後減小；而隨著徑級的增加，群落的系統發育結構呈現向發散變化的趨勢。這表明競爭排除作用和非生物的篩選作用共同影響群落構建的結果。其中，在較小的尺度上競爭排除作用是決定群落構建的主要因素；而在較大尺度上則是非生物的過濾作用起主要作用。通過對群落系統發育β多樣性與空間因子、環境因子進行方差分解，發現環境因子對系統發育β多樣性的解釋力較強。其中，土壤水分和土壤深度起最重要的作用。

②為揭示森林群落系統發育結構在海拔梯度上的變化及其驅動因素，相關學者以雲南哀牢山西坡的亞熱帶森林群落為研究對象，以APGⅢ系統為基礎框架，結合DNA條形碼序列信息解決末端分類單元親緣關係的方法，構建了哀牢山森林群落系統發育進化樹，採用淨親緣指數（net relatedness index，NRI）和最近親緣指數（nearest taxon index，NTI），探討了不同植被類型的森林群落系統發育結構和沿海拔梯度的變化規律。

結果表明，從整體的海拔變化趨勢上來看，哀牢山森林群落系統發育結構隨海拔上升由系統發育聚集（phylogenetic clustering）走向發散（phylogenetic overdispersion）或聚集程度降低。在低海拔地區，群落表現為系統發育聚集，表明生態位理論中的生境過濾作用在群落構建和生物多樣性的維持中起著主導作用；在中海拔地區，出現了聚集與發散兩種群落系統發育結構並存的現象，推測可能是生境過濾和競爭排斥兩種生態過程共同作用的結果；在高海拔地區，群落的系統發育結構因選擇的指數不同而出現相反的結果，NRI表現出系統發育聚集，而NTI卻表現為隨機或發散，考慮到高海拔地區的環境脅迫可能促使植物發生趨同進化，推測其群落構建的生態學過程需要更為綜合的研究。這個研究揭示了群落系統發育結構沿海拔梯度確實存在顯著的變化，證明在生態群落的構建過程中非隨機過程起到促進乃至關鍵作用。