Топография ям и насыпей

Ямы и насыпи представляют собой небольшие, устойчивые микротопографические объекты, которые появляются после того, как происходит какое-либо нарушение и выкорчевывает деревья из-за ветров . Вырванное с корнем дерево падает, и в лесной подстилке на месте, где раньше находились корневая масса и связанный с ней почвенный матрикс, образуется яма. В конце концов, по прошествии определенного периода времени, в течение которого корни разлагаются, связанная с ним почвенная матрица, вырванная из земли вместе с корнями, падает обратно на землю, образуя соответствующую насыпь. ^[1]

Формирование ямы

Яма, как определено выше, образуется, когда к стволу и кроне дерева оказывается давление, превышающее способность корня и связанной с ним почвы удерживать дерево в вертикальном положении и на месте, и сбивает дерево. Повалка дерева может быть вызвана множеством различных типов нарушений леса . Ветер может повалить дерево; снег может накапливаться и оказывать чрезмерное давление на дерево; корни дерева могли сгнить до такой степени, что они недостаточно сильны, чтобы удерживать дерево в вертикальном положении. Почвенные условия также играют роль в способности дерева оставаться в вертикальном положении. Влажная почва может ослабить хватку корней дерева на почве, а сухая почва может помочь удержать дерево на месте. ^[1]^[2]

Формирование насыпи

Курган, как определено выше, образуется в среднем через пять-десять лет после образования ямы. Корневая масса должна разложиться до такой степени, что почвенная матрица, которая была подвешена вместе с ней при опрокидывании, может отвалиться на землю возле соответствующей ямы. Причиной такой задержки является необходимость разложения корневой массы. В более холодном или сухом климате скорость разложения медленнее, и этот временной лаг может увеличиться. ^[3]^[2]

Нарушения

Масштаб возмущения

Ямы и насыпи всегда имеют мелкий пространственный масштаб и являются результатом лишь одной вырубки деревьев. Обычно они являются результатом ветров , но могут быть вызваны и другими факторами. Другими возможными причинами выкорчевывания деревьев являются скопление большого количества снега на ветвях деревьев или обширное загнивание корней. Ямы и насыпи были проанализированы как в небольших, так и в более крупных лесных системах. Было замечено, что они могут действовать как важные нарушители почвы и микроучастки для биоразнообразия и развития растений. ^[4]

Микроклиматические условия

Замечено, что ямы и курганы в отдельности обычно имеют специфические климатические и почвенные особенности. Насыпи обычно теплее и суше, чем лесная подстилка или соответствующая яма; Точно так же яма, как правило, холоднее и имеет более высокое содержание влаги в почве, чем лесная подстилка или насыпь. Одним из примечательных случаев исключения из общего наблюдения является выпадение слоя снега. Яма изолируется слоем снега, и в некоторых случаях оказывается теплее, чем насыпь. ^{[ нужна ссылка ]}

Курганы получают наибольшее количество фотосинтетически активной радиации (ФАР), а ямы - наименьшее. В ямах также гораздо больше листового опада, чем в насыпях, которые имеют высокую склонность к эрозии. ^{[ нужна ссылка ]}

Содержание питательных веществ и развитие растений

Исследования ям и насыпей обычно включают не менее пяти мест отбора проб на каждую отобранную яму и насыпь. Этими участками, как правило, являются верх насыпи, дно ямы, сторона насыпи, край ямы и ненарушенная лесная подстилка. ^[5] Исследования показали, что и ямы, и насыпи, как правило, имеют более низкое содержание углерода и азота в почве, чем ненарушенная лесная подстилка, хотя соотношение углерода и азота в них незначительно отличается от соотношений, наблюдаемых на лесной подстилке. ^[6]

Насыпи, как правило, более бедны питательными веществами, и на них приживается меньше растений по сравнению с ямами по нескольким причинам. Насыпи имеют тенденцию разрушаться и поэтому более нестабильны, чем лесная подстилка или яма. На поверхности кургана также очень мало органического вещества, поскольку это в основном почва, вырванная с корнем из минеральных горизонтов почвенного слоя. Это в сочетании с наблюдением о том, что скорость отложения семян в насыпях ниже, чем в ямах, делает посадку растений на холмах маловероятной и проблематичной для растения. ^[6]

И наоборот, многие исследования показали, что видовое богатство и общее количество укоренившихся растений статистически выше на насыпях, чем в ямах. Экспериментально установлено, что накопление листового опада, происходящее внутри ямы, оказывает большое влияние на происходящее там отсутствие видового разнообразия или приживаемости. Фактически, когда ученые убрали опад из листьев и проследили за формированием видов внутри ямы, выяснилось, что разнообразие и численность стали напоминать те, что наблюдались на курганах. Многочисленные исследования показали, что на лесной подстилке большое или плотное количество листового опада или мертвого органического вещества также соответствует низкому видовому разнообразию. ^[7]

Биоразнообразие

Макрофауна

Имеется мало информации о том, как на макрофауну влияет наличие ям и холмиков в лесном ландшафте. Можно было бы предположить, что им пойдет на пользу наличие грубых древесных остатков в качестве среды обитания и новой флоры, которая приживется в ямах и курганах, но опубликованных свидетельств недостаточно. ^{[ нужна ссылка ]}

Одним из видов макрофауны , который привлек внимание, является популяция дождевых червей в равнинных тропических лесах умеренного пояса в Бельгии . Было замечено, что как вид дождевых червей, так и биомасса различались в зависимости от местоположения в исследованных микроучастках ямы и насыпи. Ненарушенные участки вблизи ямы и курганов имели наибольшее видовое разнообразие и биомассу по сравнению с ямой и курганом. На ненарушенных участках присутствовали виды дождевых червей, которых не было ни в яме, ни в насыпи. Объяснение того, почему в яме или насыпи было меньше дождевых червей, заключалось в том, что внутри насыпи было больше сухой, минерализованной почвы и меньше органических веществ из-за выкорчевывания дерева. Было обнаружено, что в исследованных ямах обычно содержится только один вид дождевых червей, который, как известно, обитает в очень влажных почвах. Был сделан вывод, что микросреда обитания ямы была слишком влажной и содержала воду для большинства других видов дождевых червей. ^[8]

Пробелы в знаниях

Какие аспекты ям и насыпей можно обобщить и какое влияние они оказывают на динамизм леса, это развивающаяся в настоящее время история. По мере того, как во всем мире появляется все больше научной литературы, становится все более очевидным, какие аспекты ям и курганов встречаются в большинстве биомов, в которых они находятся. На самом деле научных данных недостаточно, чтобы можно было провести значительную экстраполяцию от леса к лесу. что касается знаний о ямах и курганах. ^{[ нужна ссылка ]}

Место проведения экспериментов и сбора данных

Практически все научные знания о ямах и насыпях и их влиянии на неоднородность лесов и другую динамику происходят из Северного полушария, особенно из реликтовых лесов Европы и тропических лесов умеренного пояса Восточной Канады и Юго-Восточной Аляски . Можно утверждать, что, поскольку ямы и курганы встречаются в таких небольших масштабах, они могут по-разному влиять на леса в южном полушарии. Пока информация не будет собрана, она будет неизвестна. ^{[ нужна ссылка ]}

Травоядные

На исследования ям и насыпей в большом временном масштабе может повлиять присутствие травоядных животных в этом районе. Травоядное животное может предпочтительно просматривать определенные саженцы, которые растут либо в яме, либо на насыпи, и будет маскировать любые другие переменные, которые могут способствовать тому, почему эти саженцы приживаются в яме или насыпи, искажая окончательные подсчеты растущих растений. ^[7]

Микробиологические сообщества

Можно было бы предположить, что на микробном уровне нарушение, приводящее к образованию ям и насыпей, приведет к большей гетерогенности на микробном уровне, поскольку многочисленные горизонты почвы поднимаются и перемешиваются. Однако научных данных о микробной популяции и ее изменениях в результате образования ям и насыпей мало. ^{[ нужна ссылка ]}

Влияние на лесоводство

Нет никаких научных данных о влиянии (если таковые имеются) искусственного или естественного создания ям и насыпей в управляемом лесу, а также о влиянии, которое оно оказывает на рост или здоровье леса. ^{[ нужна ссылка ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Шамонил П., Крал К. и Хорт Л. (2010). Роль выкорчевывания деревьев в почвообразовании: критический обзор литературы. Геодерма, 157 (3–4), 65–79.
^ Перейти обратно: ^а ^б Эмблтон-Хаманн, К. (2004). Процессы, ответственные за развитие ямочного и курганного микрорельефа. Катена, 57(2), 175–188.
^ Клинтон, Бартон Д.; Бейкер, Кори Р. (2000). «Катастрофический ветер в южных Аппалачах: характеристики ям и насыпей и первоначальная реакция растительности». Лесная экология и управление . 126 (1): 51–60. CiteSeerX 10.1.1.594.2610 . дои : 10.1016/s0378-1127(99)00082-1 . ISSN 0378-1127 .
^ Уланова, Нина Г (2000). «Влияние ветров на леса в разных пространственных масштабах: обзор». Лесная экология и управление . 135 (1–3): 155–167. дои : 10.1016/s0378-1127(00)00307-8 . ISSN 0378-1127 .
^ Кабрик, Дж. М.; Мейерс, Нидерланды; МакСвини, К. (1997). «Сравнение методов отбора проб для оценки микрорельефа ям и курганов» . Журнал Американского общества почвоведения . 61 (5): 1423–27. Бибкод : 1997SSASJ..61.1423K . дои : 10.2136/sssaj1997.03615995006100050021x . ISSN 0361-5995 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Лихти, Х.О., Юргенсен, М.Ф., Мроз, Г.Д., Гейл, М.Р., Лихти, Х.О., Юргенсен, М.Ф. и др. (1997). Топография ям и насыпей и ее влияние на хранение углерода, азота и органических веществ в старовозрастном лесу . Канадский журнал лесных исследований, 27 (12), 1992 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Петерсон, Си-Джей, и Кэмпбелл, Дж. Э. (1993). Микросайтовые различия и временные изменения растительных сообществ древовидных ям и курганов в старовозрастном лесу. Бюллетень Ботанического клуба Торри, 120 (4), 451–460.
^ Нахтергале, Л.; Гекиере, К.; Писатель А.; Мейс, Б.; Луйссаерт, С.; Похоть, Н. (2002). «Биомасса и видовое разнообразие дождевых червей в ветровалах равнинного леса умеренного пояса». Педобиология . 46 (5): 440–451. дои : 10.1078/0031-4056-00151 . ISSN 0031-4056 .

[auto-1] Перейти обратно: ^а ^б Шамонил П., Крал К. и Хорт Л. (2010). Роль выкорчевывания деревьев в почвообразовании: критический обзор литературы. Геодерма, 157 (3–4), 65–79.

[auto1-2] Перейти обратно: ^а ^б Эмблтон-Хаманн, К. (2004). Процессы, ответственные за развитие ямочного и курганного микрорельефа. Катена, 57(2), 175–188.

[3] Клинтон, Бартон Д.; Бейкер, Кори Р. (2000). «Катастрофический ветер в южных Аппалачах: характеристики ям и насыпей и первоначальная реакция растительности». Лесная экология и управление . 126 (1): 51–60. CiteSeerX 10.1.1.594.2610 . дои : 10.1016/s0378-1127(99)00082-1 . ISSN 0378-1127 .

[4] Уланова, Нина Г (2000). «Влияние ветров на леса в разных пространственных масштабах: обзор». Лесная экология и управление . 135 (1–3): 155–167. дои : 10.1016/s0378-1127(00)00307-8 . ISSN 0378-1127 .

[5] Кабрик, Дж. М.; Мейерс, Нидерланды; МакСвини, К. (1997). «Сравнение методов отбора проб для оценки микрорельефа ям и курганов» . Журнал Американского общества почвоведения . 61 (5): 1423–27. Бибкод : 1997SSASJ..61.1423K . дои : 10.2136/sssaj1997.03615995006100050021x . ISSN 0361-5995 .

[:0-6] Перейти обратно: ^а ^б Лихти, Х.О., Юргенсен, М.Ф., Мроз, Г.Д., Гейл, М.Р., Лихти, Х.О., Юргенсен, М.Ф. и др. (1997). Топография ям и насыпей и ее влияние на хранение углерода, азота и органических веществ в старовозрастном лесу . Канадский журнал лесных исследований, 27 (12), 1992 г.

[auto2-7] Перейти обратно: ^а ^б Петерсон, Си-Джей, и Кэмпбелл, Дж. Э. (1993). Микросайтовые различия и временные изменения растительных сообществ древовидных ям и курганов в старовозрастном лесу. Бюллетень Ботанического клуба Торри, 120 (4), 451–460.

[8] Нахтергале, Л.; Гекиере, К.; Писатель А.; Мейс, Б.; Луйссаерт, С.; Похоть, Н. (2002). «Биомасса и видовое разнообразие дождевых червей в ветровалах равнинного леса умеренного пояса». Педобиология . 46 (5): 440–451. дои : 10.1078/0031-4056-00151 . ISSN 0031-4056 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]