Suksesi ekologi: jenis, studi dan contoh

Suksesi ekologis adalah proses substitusi bertahap spesies tumbuhan dan hewan dalam suatu komunitas, yang menyebabkan perubahan komposisinya. Kita juga bisa mendefinisikannya sebagai pola kolonisasi dan kepunahan di suatu tempat tertentu oleh banyak spesies. Pola ini ditandai dengan tidak musiman, terarah dan terus menerus.

Suksesi ekologi adalah tipikal komunitas yang dikendalikan oleh “dominasi”, yaitu komunitas di mana beberapa spesies lebih unggul secara kompetitif dari yang lain.

Gambar 1. Suksesi primer. Sumber: Oleh Rcole17 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], melalui Wikimedia Commons

Dalam proses ini, “bukaan” dihasilkan sebagai akibat dari gangguan, yang dapat dilihat antara lain pembukaan hutan, pulau baru, bukit pasir. Bukaan ini awalnya ditempati oleh seorang “penjajah awal”, yang tergeser seiring berjalannya waktu karena tidak dapat mempertahankan keberadaannya di tempat tersebut.

Gangguan biasanya menimbulkan munculnya urutan spesies (masuk dan keluar dari TKP), yang bahkan dapat diprediksi.

Sebagai contoh, spesies awal dalam suksesi dikenal sebagai penjajah yang baik, tumbuh dan berkembang biak dengan cepat, sedangkan spesies selanjutnya (yang masuk kemudian) lebih lambat dalam pertumbuhan dan reproduksi, dan mentolerir ketersediaan sumber daya yang lebih sedikit.

Yang terakhir dapat tumbuh menjadi dewasa di hadapan spesies awal, tetapi akhirnya tidak termasuk mereka karena persaingan.

Indeks artikel

Jenis suksesi

Para ahli ekologi telah membedakan dua jenis suksesi, yaitu: suksesi primer (terjadi di lokasi yang tidak memiliki vegetasi sebelumnya), dan suksesi sekunder (terjadi di lokasi dengan vegetasi yang sudah mapan).

Perbedaan juga sering dibuat antara suksesi autogenous, yang didorong oleh proses yang beroperasi di dalam lokasi tertentu, dan suksesi alogenik, yang didorong oleh faktor-faktor di luar lokasi itu.

Suksesi primer

Suksesi primer adalah proses kolonisasi spesies di tempat yang tidak memiliki vegetasi yang sudah ada sebelumnya.

Itu terjadi pada substrat anorganik steril yang dihasilkan oleh sumber gangguan seperti vulkanisme, glasiasi, antara lain. Contoh substrat tersebut dapat berupa: aliran lava dan dataran batu apung, bukit pasir yang baru terbentuk, kawah yang disebabkan oleh dampak meteor, morain dan substrat terbuka setelah mundurnya gletser, antara lain.

Gambar 2. Aliran lava terkolonisasi setelah mendingin pada langkah pertama suksesi ekologis. Sumber: Oleh Jim D. Griggs, fotografer staf HVO (USGS) [1] [2] http://pubs.usgs.gov/dds/dds-80/, Domain Publik, https://commons.wikimedia.org/ w / index.php?curid = 326880

Selama suksesi primer, spesies dapat datang dari lokasi yang jauh.

Proses suksesi cenderung berlangsung lambat, karena pemukim pertama perlu mengubah lingkungan, sehingga lebih menguntungkan bagi pembentukan spesies lain.

Misalnya, pembentukan tanah membutuhkan dekomposisi batuan yang terjadi pada awalnya, akumulasi bahan organik mati, dan selanjutnya pembentukan mikroorganisme tanah secara bertahap.

Suksesi sekunder

Suksesi sekunder terjadi di lokasi dengan vegetasi yang sudah mapan. Hal ini terjadi setelah adanya gangguan yang mengganggu dinamika masyarakat yang sudah mapan, tanpa menghilangkan sama sekali semua individu.

Di antara penyebab umum gangguan yang dapat menyebabkan suksesi sekunder, kita dapat menyebutkan: badai, kebakaran, penyakit, penebangan, pertambangan, pembukaan lahan pertanian, antara lain.

Misalnya, dalam kasus di mana vegetasi di suatu daerah telah dihilangkan sebagian atau seluruhnya, dengan tanah, biji dan spora yang berkembang dengan baik tetap dalam kondisi baik, proses kolonisasi spesies baru disebut suksesi sekunder.

Studi suksesi ekologi

Henry Chandler Cowles

Salah satu yang pertama mengenali suksesi sebagai fenomena ekologi adalah Henry Chandler Cowles (1899), yang mempelajari komunitas bukit pasir dari berbagai usia di Danau Michigan (AS), membuat kesimpulan tentang pola suksesi.

Cowles mengamati bahwa semakin jauh Anda dari tepi danau, ditemukan bukit pasir yang lebih tua dengan dominasi spesies tanaman yang berbeda di antara mereka.

Selanjutnya, kontroversi mendalam muncul di bidang ilmiah mengenai konsep suksesi. Salah satu kontroversi yang paling terkenal adalah ilmuwan Frederick Clements dan Henry Gleason.

Kontroversi Clements-Gleason

Clements menyarankan bahwa komunitas ekologis adalah superorganisme, di mana spesies berinteraksi dan saling mendukung, bahkan secara altruistik. Dalam dinamika ini, maka ada pola pengembangan masyarakat.

Peneliti ini memperkenalkan konsep seperti “makhluk” dan “komunitas klimaks”. Makhluk-makhluk itu merepresentasikan tahap-tahap peralihan dalam suksesi, sedangkan klimaks adalah keadaan stabil yang dicapai pada akhir proses suksesi. Keadaan klimaks yang berbeda adalah produk dari berbagai rezim lingkungan.

Untuk bagiannya, Gleason membela hipotesis bahwa komunitas hanya berkembang sebagai konsekuensi dari respons setiap spesies terhadap serangkaian batasan fisiologis, khusus untuk setiap lokasi tertentu.

Bagi Gleason, peningkatan atau penurunan suatu spesies dalam suatu komunitas tidak bergantung pada asosiasi dengan spesies lain.

Pandangan individualistis tentang perkembangan masyarakat ini melihatnya hanya sebagai kumpulan spesies yang kebutuhan fisiologis individunya memungkinkan mereka untuk mengeksploitasi tempat tertentu.

Siapa yang benar?

Dalam jangka pendek, visi Clements diterima secara luas di komunitas ilmiah, namun dalam jangka panjang, ide Gleason tampaknya lebih akurat dalam menggambarkan proses suksesi tanaman.

Ahli ekologi seperti Whittaker, Egler dan Odum telah berpartisipasi dalam diskusi yang muncul kembali di sepanjang perkembangan ekologi komunitas.

Hari ini, caral yang lebih baru seperti Drury dan Nisbet (1973) dan Connell dan Slatyer (1977) ditambahkan ke diskusi ini, yang memberikan wawasan baru untuk perdebatan lama.

Seperti yang sering terjadi dalam kasus ini, kemungkinan besar tidak satu pun dari penglihatan (baik Clements, maupun Gleason) sepenuhnya salah, dan keduanya agak benar.

Bagaimana suksesi ekologi dipelajari?

Suksesi yang berkembang menjadi singkapan tanah baru (misalnya pulau yang muncul karena vulkanisme) biasanya membutuhkan waktu ratusan tahun. Di sisi lain, umur seorang peneliti terbatas pada beberapa dekade. Jadi menarik untuk bertanya pada diri sendiri pertanyaan tentang bagaimana mendekati penyelidikan suksesi.

Salah satu cara yang telah ditemukan untuk mempelajari suksesi adalah dengan mencari proses analog yang membutuhkan waktu lebih sedikit.

Misalnya, studi tentang permukaan dinding tertentu di garis pantai berbatu, yang dapat menjadi gundul dan dihuni kembali oleh spesies yang menjajah setelah beberapa tahun atau dekade.

Kronoseri atau Pergantian Ruang untuk Waktu (SFT)

Ini disebut chronoserie (dari bahasa Yunani khronos : waktu) atau “penggantian ruang untuk waktu” (SFT untuk akronimnya dalam bahasa Inggris), ke bentuk lain yang biasa digunakan dalam studi suksesi. Ini terdiri dari analisis komunitas dari berbagai usia dan lokasi spasial, yang muncul dari satu peristiwa gangguan.

Keuntungan utama dari SFT adalah bahwa periode pengamatan yang lama (ratusan tahun) tidak diperlukan untuk mempelajari suatu urutan. Namun, salah satu keterbatasannya menyiratkan tidak dapat mengetahui secara pasti seberapa mirip lokasi spesifik dari komunitas yang diteliti.

Efek yang terkait dengan usia tempat kemudian dapat dikacaukan dengan efek variabel lain, yang terkait dengan lokasi komunitas.

Contoh studi suksesi

Penggunaan kronoseri dalam studi suksesi primer

Contoh kronoseri ditemukan dalam karya Kitajo dan rekan-rekannya (2002), yang mampu menyimpulkan suksesi utama dalam aliran vulkanik basaltik pulau Miyake-jima di Jepang.

Para peneliti ini mempelajari kronologi yang diketahui dari letusan gunung berapi yang berbeda tanggal 16, 37, 125 dan lebih dari 800 tahun.

Di sungai berumur 16 tahun, mereka menemukan bahwa tanahnya sangat jarang, kekurangan nitrogen, dan vegetasi hampir tidak ada, kecuali beberapa alder kecil ( Alnus sieboldiana ).

Sebaliknya, di plot tertua, mereka mencatat 113 taksa, termasuk pakis, tanaman keras herba, liana, dan pohon.

Gambar 3. Pohon Castanopsis sieboldii merupakan perwakilan dari suksesi terminal di hutan beriklim sedang di pulau vulkanik di Jepang. Sumber: https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Jinguji_Wakasa_Obama_Fukui14s3s4592.jpg#metadata

Mereka kemudian merekonstruksi proses suksesi yang terjadi, menyatakan bahwa di tempat pertama alder pengikat nitrogen menjajah lava vulkanik telanjang, memfasilitasi masuknya berikutnya pohon ceri ( Prunus speciosa ), suksesi sedang, dan pohon salam ( Machilus thunbergii ). ), dari suksesi yang terlambat. Kemudian terbentuklah hutan campuran yang rindang, yang didominasi oleh marga Alnus dan Prunus .

Akhirnya, para peneliti menyarankan bahwa penggantian Machilus oleh pohon Shii ( Castanopsis sieboldii ) berumur panjang terjadi, dan di kayunya jamur Shii-take yang terkenal biasanya berkembang.

Studi suksesi sekunder

Suksesi sekunder sering dipelajari dengan memanfaatkan lahan budidaya yang telah ditinggalkan. Banyak penelitian jenis ini telah dilakukan di AS, karena tanggal pasti bidang ini ditinggalkan diketahui.

Misalnya, ahli ekologi terkenal David Tilman telah menemukan dalam studinya bahwa ada urutan khas dalam suksesi yang terjadi di bidang tua ini:

  1. Gulma tahunan pertama kali menjajah lapangan.
  2. Tanaman herba abadi mengikuti.
  3. Pohon-pohon berikutnya dari suksesi awal digabungkan.
  4. Terakhir, pohon-pohon suksesi akhir masuk, seperti tumbuhan runjung dan kayu keras.

Tilman menemukan bahwa kandungan nitrogen dalam tanah meningkat seiring dengan berlangsungnya suksesi. Hasil ini telah dikonfirmasi oleh penelitian lain yang dilakukan di sawah terbengkalai di Cina.

Apakah selalu ada suksesi?

Kita telah berargumentasi sejak awal artikel ini bahwa suksesi ekologi adalah tipikal komunitas yang dikendalikan oleh “dominasi”, tetapi tidak selalu demikian.

Ada jenis komunitas lain yang disebut “dikuasai oleh para pendiri”. Dalam komunitas jenis ini, terdapat sejumlah besar spesies yang setara sebagai penjajah utama dari celah yang diciptakan oleh gangguan.

Ini adalah spesies yang beradaptasi dengan baik dengan lingkungan abiotik yang dihasilkan setelah gangguan dan dapat bertahan sampai mati, karena mereka tidak tergantikan secara kompetitif oleh spesies lain.

Dalam kasus ini, peluang adalah faktor yang menentukan spesies yang mendominasi dalam komunitas setelah gangguan, tergantung spesies mana yang dapat mencapai bukaan yang dihasilkan lebih dulu.

Referensi

  1. Ashmole, NP, Oromi, P., Ashmole, MJ dan Martín, JL (1992). Suksesi fauna utama di medan vulkanik: studi lava dan gua di Kepulauan Canary. Jurnal Biologi Masyarakat Linnean, 46 (1-2), 207–234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
  2. Banet AI dan Trexler JC (2013). Substitusi Ruang-untuk-Waktu Bekerja di Model Peramalan Ekologi Everglades. PLoS SATU 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / jurnal.pone.0081025
  3. Kitajo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. dan Sasai, K. (2002). Suksesi utama hutan berdaun lebar bersuhu hangat di pulau vulkanik, Miyake-jima, Jepang. Folia Geobotanica, 37 (1), 71–91. doi: 10.1007 / bf02803192
  4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. dan Benedetti-Cecchi, L. (2011). Model suksesi Connell dan Slatyer di era keanekaragaman hayati. Ekologi, 92: 1399-1406. doi: 10.1890 / 10-1323.1
  5. Pickett STA (1989). Pergantian Ruang-untuk-Waktu sebagai Alternatif Studi Jangka Panjang. Dalam: Likens GE (eds) Studi Jangka Panjang di Ekologi. Springer, New York, NY.
  6. Poli Marchese, E dan Grillo, M. (2000). Suksesi primer pada aliran lava di Gunung Etna. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.