Навес (биология)

В биологии кроной или надземная часть растительной культуры называется урожая , образованная совокупностью отдельных крон растений . ^[1]^[2]^[3] В лесной экологии пологом называют верхний слой или зону обитания , образованную зрелыми кронами деревьев и включающую другие биологические организмы ( эпифиты , лианы , древесные животные и т. д.). ^[4] Считается, что сообщества, населяющие верхний слой леса, участвуют в поддержании разнообразия, устойчивости и функционирования лесов. ^[5] Тенистые деревья обычно имеют плотную крону, которая блокирует свет от низкорослых растений.

Наблюдение

Первые наблюдения за навесами проводились с земли с помощью бинокля или путем изучения упавшего материала. Исследователи иногда ошибочно полагались на экстраполяцию, используя более доступные образцы, взятые из подлеска . В некоторых случаях они использовали нетрадиционные методы, такие как, среди прочего, стулья, подвешенные на лозах , или дирижабли с горячим воздухом. Современные технологии, в том числе адаптированное альпинистское снаряжение, сделали наблюдение за куполом значительно проще и точнее, позволили проводить более длительную и совместную работу и расширили возможности изучения купола. ^[6]

Структура

Структура навеса — это организация или пространственное расположение (трехмерная геометрия) кроны растения. Индекс площади листьев , площадь листьев на единицу площади земли, является ключевым показателем, используемым для понимания и сравнения кроны растений. Полог выше подлеска . Навес удерживает 90% животных тропического леса. Навесы могут покрывать огромные расстояния и при наблюдении с самолета кажутся целыми. Однако, несмотря на перекрытие ветвей деревьев, деревья под пологом тропического леса редко соприкасаются друг с другом. Скорее, их обычно разделяют несколько футов. ^[7]

Доминирующие и кодоминантные деревья кроны образуют неровный слой кроны. Деревья с пологом способны относительно быстро фотосинтезировать при обильном освещении, поэтому они поддерживают большую часть первичной продуктивности лесов. Слой полога обеспечивает защиту от сильных ветров и штормов, а также задерживает солнечный свет и осадки, что приводит к относительно скудному растительному подлеску.

Лесные пологи являются домом для уникальной флоры и фауны, не встречающейся в других ярусах леса. Наибольшее наземное биоразнообразие сосредоточено в пологах влажных тропических лесов . ^[8] Многие животные тропических лесов приспособились жить исключительно под пологом и никогда не касаются земли. Полог тропического леса обычно имеет толщину около 10 м и поглощает около 95% солнечного света. ^[9] Полог находится ниже надводного слоя , редкого слоя очень высоких деревьев, обычно одного или двух на гектар. При обилии воды и почти идеальной температуре в тропических лесах свет и питательные вещества являются двумя факторами, которые ограничивают рост деревьев от подлеска до кроны.

В сообществе пермакультуры и лесоводства полог является самым высоким из семи слоев. ^[10]

Экология

Лесные пологи имеют уникальную структурную и экологическую сложность и являются важными компонентами общей лесной экосистемы. Они участвуют в важнейших функциях, таких как перехват осадков, поглощение света, круговорот питательных веществ и энергии, газообмен, а также обеспечение среды обитания для разнообразных диких животных. ^[11] Полог также играет роль в изменении внутренней среды леса, выступая в качестве буфера для поступающего света, ветра и колебаний температуры. ^[11]

Слой лесного полога поддерживает разнообразную флору и фауну. Его назвали «последним биотическим рубежом», поскольку он обеспечивает среду обитания, которая позволила развиваться бесчисленным видам растений, микроорганизмов, беспозвоночных (например, насекомых) и позвоночных животных (например, птиц и млекопитающих), уникальных для верхнего слоя. лесов. ^[12] Лесные пологи, возможно, считаются одними из самых богатых видами сред на планете. ^[13] Считается, что сообщества, обитающие в слое полога, играют важную роль в функционировании леса, а также в поддержании разнообразия и экологической устойчивости . ^[12]

Климатическое регулирование

Лесные пологи способствуют формированию лесного микроклимата, контролируя и смягчая изменения климатических условий. Лесные пологи задерживают дождь и снегопад, тем самым смягчая воздействие осадков на местный климат. ^[14] Лесные пологи также смягчают влияние температуры внутри леса, создавая вертикальные градиенты света. ^[15] Изменения лесного микроклимата также обусловлены строением и физиологией крон деревьев и эпифитов. Это создает петли обратной связи, в которых лесной микроклимат одновременно определяет и определяется видовой принадлежностью, особенностями роста и составом древостоев крон деревьев. ^[14]

Лесные пологи играют важную роль в поддержании стабильности глобального климата. Они ответственны как минимум за половину глобального обмена углекислого газа между наземными экосистемами и атмосферой. Лесные пологи действуют как поглотители углерода, которые уменьшают увеличение выбросов CO ₂ в атмосферу , вызванное деятельностью человека. Разрушение лесных пологов приведет к выбросу углекислого газа, что приведет к увеличению концентрации CO ₂ в атмосфере . Это тогда будет способствовать парниковому эффекту, тем самым вызывая потепление на планете. ^[16]

Перехват купола

Перехват навеса — это осадки , которые перехватываются кроной дерева и последовательно испаряются с листьев. осадки Неперехваченные будут выпадать в виде сквозных или стеблевых стоков на лесную подстилку.

Существует множество методов измерения перехвата купола. Наиболее часто используемый метод — измерение количества осадков над пологом и вычитание сквозного и стеблевого стока. ^[17]). Однако проблема этого метода заключается в том, что покров неоднороден, что затрудняет получение репрезентативных данных о пропускной способности.

Чтобы избежать этой проблемы, используют метод покрытия лесной подстилки пластиковыми листами и сбор отходов. ^[18]^[19]^[20] Недостаток этого метода в том, что он не подходит для длительных периодов времени, так как в конце концов деревья засохнут от нехватки воды , а также метод неприменим для снегопадов.

Метод Хэнкока и Кроутера. ^[21] этих проблем удалось избежать, используя консольный эффект ветвей. Если листья на ветке удерживают воду, она становится тяжелее и сгибается. Измерив водоизмещение, можно определить количество перехваченной воды. этот метод был усовершенствован в 2005 году за счет использования тензодатчиков. ^[22] Однако недостатки этих методов заключаются в том, что получается информация только об одной-единственной ветке и измерить все дерево или лес было бы весьма трудоемко.

См. также

Ссылки

^ Кэмпбелл, Г.С.; Норман, Дж. М. (1989). «Описание и измерение структуры кроны растений». В Расселе, Грэме; Маршалл, Брюс; Джарвис, Пол Г. (ред.). Навесы растений: их рост, форма и функции . Издательство Кембриджского университета. стр. 1–19. дои : 10.1017/CBO9780511752308.002 . ISBN 978-0-521-39563-2 . LCCN 87032902 .
^ Моффетт, Марк В. (декабрь 2000 г.). «Что случилось?» Критический взгляд на основные понятия биологии навеса». Биотропика . 32 (4): 569–596. doi : 10.1646/0006-3606(2000)032[0569:WSUACL]2.0.CO;2 . S2CID 45947367 .
^ Хэй, Роберт К.М.; Портер, Джон Р. (2006). Физиология урожайности (второе изд.). Издательство Блэквелл. ISBN 978-1-4051-0859-1 . LCCN 2006005216 .
^ Паркер, Джеффри Г. (1995). «Структура и микроклимат лесных пологов». В Лоумане, Маргарет Д .; Надкарни, Налини М. (ред.). Лесные навесы (Первое изд.). Академическая пресса. стр. 73–106. ISBN 978-0124576506 . LCCN 94041251 .
^ Надкарни, Налини М. (февраль 1994 г.). «Разнообразие видов и взаимодействие в пологе верхних деревьев лесных экосистем» . Американский зоолог . 34 (1): 70–78. doi : 10.1093/icb/34.1.70 – через Oxford Academic.
^ Лоуман, Маргарет Д .; Виттман, Филип К. (1996). «Лесные пологи: методы, гипотезы и будущие направления» (PDF) . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 27 : 55–81. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.27.1.55 . JSTOR 2097229 . Архивировано (PDF) из оригинала 7 февраля 2019 года.
^ Батлер, Ретт (30 июля 2012 г.). «Навес тропического леса» . Монгабай . Архивировано из оригинала 5 мая 2020 года.
^ Лоуман, Маргарет Д .; Моффетт, Марк (март 1993 г.). «Экология полога тропических лесов» (PDF) . Тенденции в экологии и эволюции . 8 (3): 104–107. дои : 10.1016/0169-5347(93)90061-S . ПМИД 21236120 . Архивировано (PDF) из оригинала 2 февраля 2020 года.
^ «Свет в тропическом лесу» . сад.орг . Архивировано из оригинала 23 ноября 2015 года . Проверено 23 ноября 2015 г.
^ «Семь слоев леса» . Научно-исследовательский институт пермакультуры . 8 марта 2017 года . Проверено 12 сентября 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Лесные навесы . Маргарет Лоуман, Х. Брюс Ринкер (2-е изд.). Амстердам: Elsevier Academic Press. 2004. ISBN 978-0-12-457553-0 . OCLC 162129566 . {{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
^ Перейти обратно: ^а ^б Надкарни, Налини М.; Мервин, Марк С.; Нидер, Юрген (1 января 2013 г.), «Лесные пологи, разнообразие растений» , Левин, Саймон А. (ред.), Энциклопедия биоразнообразия (второе издание) , Уолтем: Academic Press, стр. 516–527, doi : 10.1016/ б978-0-12-384719-5.00158-1 , ISBN 978-0-12-384720-1 , получено 26 февраля 2022 г.
^ Эрвин, Терри Л. (1 января 2013 г.), «Лесные пологи, разнообразие животных» , Левин, Саймон А. (ред.), Энциклопедия биоразнообразия (второе издание) , Уолтем: Academic Press, стр. 511–515, doi : 10.1016/b978-0-12-384719-5.00057-5 , ISBN 978-0-12-384720-1 , получено 26 февраля 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Накамура, Акихиро; Китчинг, Роджер Л.; Цао, Мин; Криди, Томас Дж.; Фэйл, Том М.; Фрайберг, Мартин; Хьюитт, Китай; Итиока, Такао; Ко, Лиан Пин; Ма, Кепинг; Малхи, Ядвиндер (1 июня 2017 г.). «Леса и их пологи: достижения и горизонты науки о пологах» . Тенденции в экологии и эволюции . 32 (6): 438–451. дои : 10.1016/j.tree.2017.02.020 . hdl : 2440/114347 . ISSN 0169-5347 . ПМИД 28359572 .
^ Пфайфер, Мэрион; Гонсамо, Алему; Вудгейт, Уильям; Каюэла, Луис; Маршалл, Эндрю Р.; Ледо, Алисия; Пейн, Тимоти CE; Марчант, Роб; Берт, Эндрю; Колдерс, Ким; Кортни-Мустафи, Колин (8 января 2018 г.). «Полог тропических лесов и их связь с климатом и нарушениями: результаты глобального набора данных последовательных полевых измерений» . Лесные экосистемы . 5 (1): 7. дои : 10.1186/s40663-017-0118-7 . hdl : 2164/9969 . ISSN 2197-5620 . S2CID 31219827 .
^ Дидхэм, РК; Фэган, доктор медицинских наук (1 января 2004 г.), «ЭКОЛОГИЯ | Лесные пологи» , в Берли, Джеффри (ред.), Энциклопедия лесных наук , Оксфорд: Elsevier, стр. 68–80, doi : 10.1016/b0-12-145160- 7/00013-2 , ISBN 978-0-12-145160-8 , получено 26 февраля 2022 г.
^ Хелви, Дж. Д., Патрик, Дж. Х., 1965. Перехват осадков навесом и подстилкой лиственными породами восточной части Соединенных Штатов. Исследования водных ресурсов 1 (2), 193–206.
^ Шаттлворт, У.Дж., Гаш, Дж.Х.К., Ллойд, К.Р., Мур, К.Дж., Робертс, Дж.М. и др., 1984. Измерения вихревой корреляции распределения энергии в амазонских лесах . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества 110, 1143–1162.
^ Колдер, И.Р., 1986. Стохастическая модель перехвата осадков. Журнал гидрологии 89, 65–71.
^ Колдер, И.Р., 1990. Испарение на возвышенностях. Джон Уайли и сыновья.
^ Хэнкок, Н. Х., Кроутер, Дж. М., 1979. Метод прямого измерения запасов воды в пологе леса. Журнал гидрологии 41, 105–122.
^ Хуанг, Ю.С., Чен, С.С., Лин, Т.П., 2005. Непрерывный мониторинг водной нагрузки деревьев и перехвата осадков кроной с использованием метода тензометрического датчика. Журнал гидрологии 311, 1–7.

Дальнейшее чтение

Лоуман, Маргарет Д .; Надкарни, Налини М. , ред. (1995). Лесные навесы (Первое изд.). Академическая пресса. ISBN 978-0124576506 . LCCN 94041251 .
Моффетт, Марк В. (1994). Высокий рубеж: исследование полога тропического леса . Издательство Гарвардского университета. ISBN 978-0674390386 . LCCN 93016935 .
Рассел, Грэм; Маршалл, Брюс; Джарвис, Пол Дж. , ред. (1989). Навесы растений: их рост, форма и функции . Издательство Кембриджского университета. дои : 10.1017/CBO9780511752308.002 . ISBN 978-0-521-39563-2 . LCCN 87032902 .
Джакер, Томмазо; и др. (23 сентября 2018 г.). «Структура и топография навеса совместно ограничивают микроклимат тропических ландшафтов, измененных человеком» . Биология глобальных изменений . 24 (11): 5243–5258. Бибкод : 2018GCBio..24.5243J . дои : 10.1111/gcb.14415 . hdl : 10044/1/63016 . ПМИД 30246358 .

Внешние ссылки

Международная сеть доступа к навесам

[1] Кэмпбелл, Г.С.; Норман, Дж. М. (1989). «Описание и измерение структуры кроны растений». В Расселе, Грэме; Маршалл, Брюс; Джарвис, Пол Г. (ред.). Навесы растений: их рост, форма и функции . Издательство Кембриджского университета. стр. 1–19. дои : 10.1017/CBO9780511752308.002 . ISBN 978-0-521-39563-2 . LCCN 87032902 .

[2] Моффетт, Марк В. (декабрь 2000 г.). «Что случилось?» Критический взгляд на основные понятия биологии навеса». Биотропика . 32 (4): 569–596. doi : 10.1646/0006-3606(2000)032[0569:WSUACL]2.0.CO;2 . S2CID 45947367 .

[3] Хэй, Роберт К.М.; Портер, Джон Р. (2006). Физиология урожайности (второе изд.). Издательство Блэквелл. ISBN 978-1-4051-0859-1 . LCCN 2006005216 .

[4] Паркер, Джеффри Г. (1995). «Структура и микроклимат лесных пологов». В Лоумане, Маргарет Д .; Надкарни, Налини М. (ред.). Лесные навесы (Первое изд.). Академическая пресса. стр. 73–106. ISBN 978-0124576506 . LCCN 94041251 .

[5] Надкарни, Налини М. (февраль 1994 г.). «Разнообразие видов и взаимодействие в пологе верхних деревьев лесных экосистем» . Американский зоолог . 34 (1): 70–78. doi : 10.1093/icb/34.1.70 – через Oxford Academic.

[6] Лоуман, Маргарет Д .; Виттман, Филип К. (1996). «Лесные пологи: методы, гипотезы и будущие направления» (PDF) . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 27 : 55–81. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.27.1.55 . JSTOR 2097229 . Архивировано (PDF) из оригинала 7 февраля 2019 года.

[7] Батлер, Ретт (30 июля 2012 г.). «Навес тропического леса» . Монгабай . Архивировано из оригинала 5 мая 2020 года.

[8] Лоуман, Маргарет Д .; Моффетт, Марк (март 1993 г.). «Экология полога тропических лесов» (PDF) . Тенденции в экологии и эволюции . 8 (3): 104–107. дои : 10.1016/0169-5347(93)90061-S . ПМИД 21236120 . Архивировано (PDF) из оригинала 2 февраля 2020 года.

[Garden.org-9] «Свет в тропическом лесу» . сад.орг . Архивировано из оригинала 23 ноября 2015 года . Проверено 23 ноября 2015 г.

[10] «Семь слоев леса» . Научно-исследовательский институт пермакультуры . 8 марта 2017 года . Проверено 12 сентября 2023 г.

[:0-11] Перейти обратно: ^а ^б Лесные навесы . Маргарет Лоуман, Х. Брюс Ринкер (2-е изд.). Амстердам: Elsevier Academic Press. 2004. ISBN 978-0-12-457553-0 . OCLC 162129566 . {{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )

[:1-12] Перейти обратно: ^а ^б Надкарни, Налини М.; Мервин, Марк С.; Нидер, Юрген (1 января 2013 г.), «Лесные пологи, разнообразие растений» , Левин, Саймон А. (ред.), Энциклопедия биоразнообразия (второе издание) , Уолтем: Academic Press, стр. 516–527, doi : 10.1016/ б978-0-12-384719-5.00158-1 , ISBN 978-0-12-384720-1 , получено 26 февраля 2022 г.

[13] Эрвин, Терри Л. (1 января 2013 г.), «Лесные пологи, разнообразие животных» , Левин, Саймон А. (ред.), Энциклопедия биоразнообразия (второе издание) , Уолтем: Academic Press, стр. 511–515, doi : 10.1016/b978-0-12-384719-5.00057-5 , ISBN 978-0-12-384720-1 , получено 26 февраля 2022 г.

[:2-14] Перейти обратно: ^а ^б Накамура, Акихиро; Китчинг, Роджер Л.; Цао, Мин; Криди, Томас Дж.; Фэйл, Том М.; Фрайберг, Мартин; Хьюитт, Китай; Итиока, Такао; Ко, Лиан Пин; Ма, Кепинг; Малхи, Ядвиндер (1 июня 2017 г.). «Леса и их пологи: достижения и горизонты науки о пологах» . Тенденции в экологии и эволюции . 32 (6): 438–451. дои : 10.1016/j.tree.2017.02.020 . hdl : 2440/114347 . ISSN 0169-5347 . ПМИД 28359572 .

[15] Пфайфер, Мэрион; Гонсамо, Алему; Вудгейт, Уильям; Каюэла, Луис; Маршалл, Эндрю Р.; Ледо, Алисия; Пейн, Тимоти CE; Марчант, Роб; Берт, Эндрю; Колдерс, Ким; Кортни-Мустафи, Колин (8 января 2018 г.). «Полог тропических лесов и их связь с климатом и нарушениями: результаты глобального набора данных последовательных полевых измерений» . Лесные экосистемы . 5 (1): 7. дои : 10.1186/s40663-017-0118-7 . hdl : 2164/9969 . ISSN 2197-5620 . S2CID 31219827 .

[16] Дидхэм, РК; Фэган, доктор медицинских наук (1 января 2004 г.), «ЭКОЛОГИЯ | Лесные пологи» , в Берли, Джеффри (ред.), Энциклопедия лесных наук , Оксфорд: Elsevier, стр. 68–80, doi : 10.1016/b0-12-145160- 7/00013-2 , ISBN 978-0-12-145160-8 , получено 26 февраля 2022 г.

[17] Хелви, Дж. Д., Патрик, Дж. Х., 1965. Перехват осадков навесом и подстилкой лиственными породами восточной части Соединенных Штатов. Исследования водных ресурсов 1 (2), 193–206.

[18] Шаттлворт, У.Дж., Гаш, Дж.Х.К., Ллойд, К.Р., Мур, К.Дж., Робертс, Дж.М. и др., 1984. Измерения вихревой корреляции распределения энергии в амазонских лесах . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества 110, 1143–1162.

[19] Колдер, И.Р., 1986. Стохастическая модель перехвата осадков. Журнал гидрологии 89, 65–71.

[20] Колдер, И.Р., 1990. Испарение на возвышенностях. Джон Уайли и сыновья.

[21] Хэнкок, Н. Х., Кроутер, Дж. М., 1979. Метод прямого измерения запасов воды в пологе леса. Журнал гидрологии 41, 105–122.

[22] Хуанг, Ю.С., Чен, С.С., Лин, Т.П., 2005. Непрерывный мониторинг водной нагрузки деревьев и перехвата осадков кроной с использованием метода тензометрического датчика. Журнал гидрологии 311, 1–7.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]