生態演替

高中生物包含一次定時干擾及恢復過程的保守型四狀態土地覆蓋演替

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關於此實驗

觀察景觀如何從裸地經過先驅植被和灌木覆蓋,逐漸轉變為森林。對目前的景觀施加一次干擾,比較恢復過程,並確認土地面積已完整核算。

學習目標

  • 描述一種土地覆蓋比例可能發生變化的過程。
  • 將恢復動態與瞬間干擾區分開來。
  • 核實干擾前後的土地總面積。

使用方法

  1. 1執行預設景觀,並查看幾個土地覆蓋階段。
  2. 2查看第 80 年,然後對目前的景觀施加干擾。
  3. 3繼續執行,並比較先驅植被恢復與森林恢復。
  4. 4改變干擾強度和轉移率,同時檢查總覆蓋率。

模型

先驅植物覆蓋轉移到下一階段之前,裸地會先被植被占據。
干擾會使每種植被儲量的一部分回到裸地狀態。
田地總面積維持不變。

假設

  • 四種覆蓋比例皆從完全裸地開始,並透過一級轉移依序轉換。所有速率皆為示例性的年係數。
  • 一次瞬間干擾會使所有植被覆蓋中所選比例的部分返回裸地,同時維持覆蓋比例總和不變。
  • 此處沒有種子傳播限制、物種間相互作用、土壤回饋或重複干擾。在這個選定的模型中,森林是一種吸收態。
  • 這只是一個示意性的路徑,並不表示每個生態系都會演變成森林,或遵循普遍適用的頂極演替序列。
  • 顯示的 64 個斑塊近似表示連續的覆蓋比例。編輯計畫中的干擾會改變用來比較的演變歷史;「立即干擾」則會在目前的模型時間點施加干擾。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1為什麼晚期干擾後先驅植物的覆蓋率會上升?
  2. Q2若要模擬不會變成森林的草地,需要對模型做哪些改變?

常見問題

這能預測真實森林需要多久才能形成嗎?

不能。此處的時間尺度僅供示意;真實的演替取決於環境、傳播過程,以及許多未納入模型的相互作用。

為什麼只有一次干擾?

此模型會將一個脈衝單獨分離出來,以便清楚檢視其緊接著發生的能量轉移和後續恢復。