對於陸地植物最早祖先的問題,盡管學者們進行了大量的研究,提出了許多有意義的推測和假說,但它依然屬於尚未完全解開的謎團。今天,科學家們正在期待獲得更多的有力證據,以便最終作出盡善盡美的解釋。原生裸地上植物群落的演替通常對原生演替係列的描述都是采用從岩石表麵開始的旱生演替和從湖底開始的水生演替。這是因為岩石表麵和湖底代表了兩類極端類型:一個極幹,一個又多水。

旱生演替係列

旱生演替係列是從環境條件極端惡劣的岩石表麵或砂地上開始的。其係列包括以下幾個演替階段。

(1)地衣植物群落階段。岩石表麵無土壤,光照強、溫度變化大,貧瘠而幹燥。在這樣的環境條件下,最先出現的是地衣,而且是殼狀地衣。地衣分泌的有機酸腐蝕了堅硬的岩石在樹幹上生長的地衣表麵,再加之物理和化學風化作用,堅硬的岩石表麵出現了一些小顆粒,在地衣殘體的作用下,該細小顆粒有了有機的成分。其後,葉狀地衣和枝狀地衣繼續作用岩石表層,使岩石表層更加鬆軟,岩石碎粒中有機質也逐漸增多。此時,地衣植物群落創造的較好的環境,反而不適合它自己本身的生存了,但卻為較高等的植物類群創造了生存條件。

(2)苔蘚植物階段。在地衣群落發展的後期,開始出現了苔蘚植物。苔蘚植物與地衣相似,能夠忍受極端幹旱的環境。苔蘚植物的殘體比地衣大得多,苔蘚的生長可以積累更多的腐殖質,同時對岩石表麵的改造作用更加強烈。岩石顆粒變得更細小,鬆軟層更厚。為土壤的發育和形成創造了更好的條件。

(3)草本植物群落階段。群落演替繼續向前發展。一些耐旱的植物種類開始侵入,如禾本科、菊科、薔薇科等中的一些植物。種子植物對環境的改造作用更加強烈,小氣候和土壤條件更有利於植物的生長。若氣候允許,該演替係列可以向木本群落方向演替。

(4)灌木群落階段。草木群落發展到一定程度時,一些喜陽的灌木開始出現。它們常與蒿草混生,形成“蒿草—灌木群落”。其後灌木數量大量增加,成為以灌木為優勢的群落。

(5)喬木群落階段。灌木群落發展到一定時期,為喬木的生存提供了良好的環境,喜陽的樹木開始增多。隨著時間的推移,逐漸就形成了森林。最後形成與當地大氣候相適應的喬木群落,形成了地帶性植被即頂極群落。

應該指出的是在旱生演替係列中,地衣和苔蘚植物階段所需時間最長,草本植物群落到灌木階段所需時間較短,而到了森林階段,其演替的速度又開始放慢了。

由此可以看出,旱生係列演替就是植物長滿裸地的過程,是群落中各種群之間相互關係的形成過程,也是群落環境的形成過程,隻有在各種矛盾都達到統一時,才能從一個裸地上形成一個穩定的群落,到達與該地區環境相適應的頂極群落。

水生演替係列

在一般的淡水湖泊中,隻有在水深5m~7m以上的湖底,才有較大型的水生植物生長,而在5m~7m以下的深度,便是水底的原生裸地了。因此可以根據淡水湖泊中湖底的深淺變化,其水生演替係列將有以下的演替階段。

(1)自由漂浮植物階段。此階段中,植物是漂浮生長的,其死亡殘體將增加湖底有機質綠藻的聚積,同時湖岸雨水衝刷而帶來的礦物質微粒的沉積也逐漸提高了湖底。這類漂浮的植物有:浮萍、滿江紅,以及一些藻類植物等。

(2)沉水植物階段。在水深5m~7m處,湖底裸地上最先出現的先鋒植物是輪藻屬的植物。輪藻屬植物的生物量相對較大,使湖底有機質積累較快,自然也就使湖底的抬升作用加快了。當水深至2m~4m時,金魚藻、眼子菜、黑藻、茨藻(等高等水生植物開始大量出現,這些植物生長繁殖能力更強,墊高湖底的作用也就更強了。

(3)浮葉根生植物階段。隨著湖底的日益變淺,浮葉根生植物開始出現,如蓮、睡蓮等。這些植物一方麵由於其自身生物量較大,殘體對進一步抬升湖底有很大的作用。另一方麵由於這些植物葉片漂浮在水麵當它們密集在水麵上時,就使得水下光照條件很差,不利於水下沉水植物的生長,迫使沉水植物向較深的湖底轉移。這樣又起到了湖底的抬升作用。