Бореальная экосистема
Бореальная экосистема — это экосистема с субарктическим климатом , расположенная в Северном полушарии , примерно между 50° и 70° северной широты . Эти экосистемы широко известны как тайга и расположены в некоторых частях Северной Америки , Европы и Азии . [1] Экосистемы, лежащие непосредственно южнее бореальных зон, часто называют гемибореальными . В этих областях также происходят разнообразные процессы и виды.
Символами Кеппена бореальных экосистем являются Dfc , Dwc , Dfd и Dwd .
Бореальные экосистемы являются одними из наиболее уязвимых к изменению климата . И утрата вечной мерзлоты, и уменьшение количества холодов, и увеличение летней жары вызывают значительные изменения в экосистемах, вытесняя виды, адаптированные к холоду, увеличивая количество лесных пожаров и делая экосистемы уязвимыми для перехода к другим типам экосистем. Эти изменения могут вызвать обратной связи по изменению климата циклы больше выбросов парниковых газов, что приводит к еще большему изменению климата. , когда таяние вечной мерзлоты и изменение экосистем выбрасывают в атмосферу [2] [3]
Бореальные виды
[ редактировать ]
Виды в бореальных экосистемах различаются, поскольку они состоят как из наземных, так и из водных местообитаний. Видовой состав включает множество обобщенных и менее специализированных кормушек. [4] От экватора к полюсам видовое богатство уменьшается, и существует отрицательная связь с изменением видового богатства по мере изменения климата. [5] [4]
Однако, несмотря на то, что эта территория не так разнообразна, как тропические системы, здесь обитает множество видов. Бореальные экосистемы наполнены множеством видов флоры: от черной и белой ели до ив , полевых цветов и ольхи. [6] Карибу , хотя и не там круглый год, зимой спускаются в эти регионы в поисках корма для лишайников . [7] Некоторые виды рыб включают лососевых , корюшку , колюшку , миногу и бычков . [8] Для лосося эти системы жизненно важны: полагаясь на прибрежные системы бореальных экосистем на протяжении нескольких жизненных стадий как в начале, так и в конце своего жизненного цикла, нерка полагается на пресноводную среду в виде икры, молоди и взрослых особей. [9]
Преемственность
[ редактировать ]В бореальных лесах успех и преемственность происходят одновременно. Первичная сукцессия , хотя и является частью первоначального формирования ландшафта, не так важна, как вторичная сукцессия . [10] Вторичная сукцессия состоит из различных событий: в этой прогрессии и цикле бореальных лесов действуют лесные пожары, наводнения, оползни и даже чрезмерный сбор насекомых. [10]
Исследование бореальной экосистемы и атмосферы (БОРЕАС)
[ редактировать ]Исследование бореальной экосистемы и атмосферы (BOREAS) было крупным международным исследовательским полем в канадских бореальных лесах . Основные исследования были завершены в период с 1994 по 1996 год, программу спонсировало НАСА. Основные цели заключались в том, чтобы определить, как бореальный лес взаимодействует с атмосферой, как изменение климата повлияет на лес и как изменения в лесу влияют на погоду и климат. [1]
Последствия изменения климата
[ редактировать ]
Бореальные экосистемы проявляют высокую чувствительность как к естественным, так и к антропогенным изменениям климата . Из-за выбросов парниковых газов потепление атмосферы в конечном итоге приводит к цепной реакции климатических и экологических последствий. [11] [12] Первоначальные последствия изменения климата для бореальной экосистемы могут включать, помимо прочего, изменения температуры, количества осадков и вегетационного периода . [13] Согласно исследованиям бореальных экосистем Юкона , территории на северо-западе Канады, изменение климата оказывает влияние на эти абиотические факторы . [13] Как следствие, эти эффекты приводят к изменениям экотона лесов , а также болот и озер в бореальных экосистемах. [14] Это также касается продуктивности растений и взаимодействия хищник-жертва , что в конечном итоге приводит к утрате среды обитания , фрагментации и угрожает биоразнообразию . [13]
Что касается бореальных деревьев, предел для любого данного вида, скорее всего, определяется температурой, тогда как предел экватора обычно определяется конкурентным исключением . [15] По мере того, как происходят изменения климата, следует изменение соответствующих погодных переменных: [15] и могут произойти изменения экосистемы, включающие время миграции, спаривания и цветения растений. Это может привести к переходу в другой тип экосистемы, поскольку уже наблюдается сдвиг видов растений и животных на север. [2] Деревья могут расширяться в сторону тундры; однако они могут не выжить из-за различных стрессовых факторов температуры или осадков. [16] Скорость зависит от скорости роста и воспроизводства , а также адаптационной способности растительности. [16] Кроме того, миграция флоры может отставать от потепления на срок от нескольких десятилетий до столетия, и в большинстве случаев потепление происходит быстрее, чем растения успевают за ним поспеть. [2] [16]
Из-за таяния вечной мерзлоты и таких изменений, как пожары и нашествие насекомых, некоторые модели предполагают, что бореальные леса превратились в чистый источник углерода, а не в чистый поглотитель углерода . [2] Хотя деревья в бореальной зоне стареют, они продолжают накапливать углерод в своей биомассе . Однако, если его потревожить, в атмосферу будет потеряно большее, чем обычно, количество углерода. [2]
В некоторых районах бореальные экосистемы расположены на слое вечной мерзлоты, представляющем собой слой вечномерзлой почвы. Подземная корневая система бореальных деревьев стабилизируется вечной мерзлотой — процессом, который обеспечивает более глубокое улавливание углерода в почве и способствует регулированию гидрологии . [17] [16] Вечная мерзлота способна хранить вдвое больше текущего атмосферного углерода, который может быть мобилизован и выброшен в атмосферу в виде парниковых газов при таянии в условиях потепления климата . [18] около 338 Пг (петаграмм) Бореальные экосистемы содержат в почве углерода , что сопоставимо с количеством, которое хранится в биомассе тропических экосистем. [19]
Экосистемные услуги
[ редактировать ]В бореальных экосистемах круговорот углерода является основным источником экосистемных услуг, особенно производства древесины и регулирования климата. Бореальная экосистема Канады является одним из крупнейших резервуаров углерода в мире. [20] Более того, эти бореальные экосистемы в Канаде обладают высоким гидроэнергетическим потенциалом и, таким образом, могут внести свой вклад в экономику, основанную на ресурсах. [21] Посредством оценки экосистем, данных инвентаризации и моделирования ученые могут определить взаимосвязь между экосистемными услугами, биоразнообразием и влиянием человека. [22]
Сами леса являются производителями лесоматериалов, регулируют качество воды, почвы и воздуха. [23] За последнее десятилетие количество исследований, посвященных взаимосвязям между экосистемными услугами, увеличилось. [24] Это связано с ростом человеческого управления экосистемами посредством манипулирования одной экосистемной услугой с целью использования ее максимальной продуктивности. В конечном итоге это приводит к сокращению предложения других экосистемных услуг. [24]
См. также
[ редактировать ]
- Тайга
- Субарктический климат , также известный как «бореальный климат».
- Бореальный лес Канады
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Введение в BOREAS, исследование бореальной экосистемы и атмосферы» . Земная обсерватория НАСА . НАСА. 06.12.1999 . Проверено 13 марта 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Олссон, Роджер (ноябрь 2009 г.). «Бореальный лес и изменение климата» (PDF) . Секретариат по загрязнению воздуха и климату .
- ^ Бокс, Оливия (9 августа 2021 г.). «Опасное воздействие изменения климата на бореальные леса» . JSTOR Daily . Проверено 2 августа 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Шрикар, Рачаконда; Катабучи, Масатоши; Накамура, Акихиро; Корлетт, Ричард Т.; Слик, Дж. В. Ферри; Флетчер, Кристина; Он, Фанлян; Вейблен, Джордж Д.; Шен, Гочунь; Сюй, Хань; Сунь, И-Фанг (сентябрь 2018 г.). «Пространственный масштаб меняет соотношение между бета-разнообразием, видовым богатством и широтой» . Королевское общество открытой науки . 5 (9): 181168. Бибкод : 2018RSOS....581168S . дои : 10.1098/rsos.181168 . ISSN 2054-5703 . ПМК 6170539 . ПМИД 30839691 .
- ^ Хуан, Чао; Он, Хун С.; Лян, Ю; Хоубейкер, Тодд Дж.; Хенне, Пол Д.; Сюй, Венжу; Гонг, Пэн; Чжу, Чжилян (июнь 2021 г.). «Изменения в видовом составе опосредуют прямое воздействие изменения климата на будущий режим пожаров в бореальных лесах на северо-востоке Китая» . Журнал прикладной экологии . 58 (6): 1336–1345. дои : 10.1111/1365-2664.13876 . ISSN 0021-8901 . S2CID 233681227 .
- ^ Прайс, Дэвид Т.; Альфаро, Род-Айленд; Браун, К.Дж.; Фланниган, доктор медицины; Флеминг, РА; Хогг, Э.Х.; Жирарден, член парламента; Лакуста, Т.; Джонстон, М.; Маккенни, Д.В.; Педлар, Дж. Х. (декабрь 2013 г.). «Предвидение последствий изменения климата для экосистем бореальных лесов Канады» . Экологические обзоры . 21 (4): 322–365. дои : 10.1139/er-2013-0042 . ISSN 1181-8700 .
- ^ Шмельцер, Изабель; Льюис, Кейт П.; Джейкобс, Джон Д.; Маккарти, Сара К. (сентябрь 2020 г.). «Выживание бореального карибу в потеплении климата, Лабрадор, Канада, 1996–2014 гг.» . Глобальная экология и охрана природы . 23 : e01038. дои : 10.1016/j.gecco.2020.e01038 . S2CID 216323804 .
- ^ Макдауэлл, Роберт М. (июнь 2008 г.). «Почему так много бореальных пресноводных рыб анадромны? Противостояние «традиционному мнению» » . Рыба и рыболовство . 9 (2): 208–213. дои : 10.1111/j.1467-2979.2008.00271.x . ISSN 1467-2960 .
- ^ Лосо, Майкл; Финни, Брюс; Джонсон, Ричард; Синнотт, Рик (3 сентября 2017 г.). «Оценка доказательств исторических промыслов анадромного лосося в озере Эклутна, Аляска» . Арктика . 70 (3): 259. doi : 10.14430/arctic4665 . ISSN 1923-1245 .
- ^ Jump up to: а б Смит, Рональд Л. (2008). Внутренняя и северная Аляска: естественная история . Ботелл, Вашингтон. ISBN 978-1-887542-74-6 . OCLC 856879016 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Чапин, Ф.С. и др. 2004. Устойчивость и уязвимость северных регионов к социальным и экологическим изменениям. Амбио 33:344-349.
- ^ Макдональд, Г. М., TWD Эдвардс, К. А. Мозер, Р. Пиениц и Дж. П. Смол. 1993. Быстрая реакция лесной растительности и озер на потепление климата в прошлом. Природа 361: 243–246.
- ^ Jump up to: а б с Бунстра Р., Бутин С., Юнг Т.С., Кребс С.Дж. и Тейлор С. (2018). Влияние повторной дикой природы, интродукции видов и изменения климата на структуру и функцию экосистемы бореальных лесов Юкона. Интегративная зоология , 13(2), 123-138. дои : 10.1111/1749-4877.12288
- ^ Тиннер, В., Биглер, К., Гедье, С., Грегори-Ивз, И., Джонс, RT, Кальтенридер, П., . . . Ху, Ф.С. (2008). 700-летняя палеоэкологическая запись реакции бореальной экосистемы на климатические изменения на Аляске. Экология, 89(3), 729-743. дои : 10.1890/06-1420.1
- ^ Jump up to: а б Вудворд, Ф.И., 1987. Климат и распространение растений. Издательство Кембриджского университета , Кембридж, Великобритания. 188 стр.
- ^ Jump up to: а б с д Бонан, Великобритания (2008). Леса и изменение климата: факторы воздействия, обратная связь и климатические выгоды лесов. Наука 320: 1444–1449.
- ^ Эштон, М.С., М.Л. Тиррелл, Д. Сполдинг и Б. Джентри. (2012). Управление лесным углеродом в условиях меняющегося климата. Нью-Йорк: Спрингер.
- ^ Лоранти, М.М., Эбботт, Б.В., Блок, Д., Дуглас, Т.А., Эпштейн, Х.Э., Форбс, Британская Колумбия, . . . Уокер, Д.А. (2018). Обзоры и обобщения: Изменение влияния экосистем на тепловой режим почв в северных высокоширотных регионах вечной мерзлоты. Биогеонауки , 15(17), 5287-5313. дои : 10.5194/bg-15-5287-2018
- ^ Лал, Р. (2004). Связывание углерода почвой для смягчения последствий изменения климата. Геодерма, 123(1-2), 1-22. doi : 10.1016/j.geoderma.2004.01.032
- ^ МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2001. Глава 1: Глобальные перспективы. В: RT Watson, IR Nobel, Б. Болин, Н. Х. Равиндранат, DJ Verardo и DJ Dokken. Ред. Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. 550 р.
- ^ Пашер Дж., Сид Э. и Дафф Дж. (2013). «Разработка слоев антропогенных нарушений бореальной экосистемы Канады на основе изображений Landsat за 2008–2010 годы». Канадский журнал дистанционного зондирования , 39(1), 42-58. два : 10,5589/м13-007
- ^ Акуярви, Ану и др. «Экосистемные услуги бореальных лесов – картирование углеродного баланса в высоком разрешении». Журнал экологического менеджмента, том. 181, 1 октября 2016 г., стр. 498–514. Сайенс Директ , Эльзевир , дои : 10.1016/j.jenvman.2016.06.066 .
- ^ Похьянмиес Т., Тривиньо М., Ле Торторек Э. и др. Амбио (2017) 46: 743. https://doi.org/10.1007/s13280-017-0919-5.
- ^ Jump up to: а б Беннетт, Елена М. и др. « Понимание взаимоотношений между многочисленными экосистемными услугами ». Письма по экологии , том. 12, нет. 12, 21 ноября 2009 г., стр. 1394–1404. Интернет-библиотека Уайли , дои : 10.1111/j.1461-0248.2009.01387.x .