Биогеоморфология
Биогеоморфология и экогеоморфология изучают взаимодействие организмов и развитие форм рельефа и, таким образом, являются областями исследований в рамках геоморфологии и ихнологии . Организмы по-разному влияют на геоморфические процессы. Например, деревья могут снизить вероятность оползней когда их корни проникают в подстилающие породы , растения и их подстилка препятствуют эрозии почвы , биохимические вещества, вырабатываемые растениями, ускоряют химическое выветривание коренных пород и реголита , а морские животные вызывают биоэрозию кораллов , . Изучение взаимодействия морской биоты и процессов формирования прибрежного рельефа называется прибрежной биогеоморфологией .
Фитогеоморфология — это аспект биогеоморфологии, который занимается более узким вопросом: как местность влияет на рост растений. [1] В последние годы в литературе появилось большое количество статей, посвященных влиянию особенностей местности на рост сельскохозяйственных культур и урожайность на сельскохозяйственных полях, и хотя в них не используется термин «фитогеоморфология», зависимости одни и те же. Модели точного земледелия, в которых изменчивость сельскохозяйственных культур хотя бы частично определяется атрибутами местности, можно рассматривать как фитогеоморфологическое точное земледелие. [2]
Обзор
[ редактировать ]Биогеоморфология - это междисциплинарный фокус геоморфологии, в котором используются исследовательские подходы как из геоморфологии, так и из экологии. Это раздел геоморфологии. Биогеоморфологию можно объединить в два различных подхода:
1. Влияние геоморфологии на биоразнообразие и распространение флоры и фауны.
2. Влияние биотических факторов на развитие форм рельефа. [3]
Над этими подходами было проведено много работы, например; влияние исходного материала на распространение растений, [3] увеличение количества осадков из-за притока транспирации , устойчивость склона холма из-за обилия растительности или увеличение осадконакопления из-за бобровой плотины. Биогеоморфология показывает аксиоматическую связь между определенными землеобразовательными процессами и биотическими факторами. То есть определенные геоморфические процессы формируют биоту, а биотические факторы могут формировать процессы земельообразования. [4]
Истоки и ранние работы
[ редактировать ]
Самой ранней работой, связанной с биогеоморфологией, была книга Чарльза Дарвина 1881 года под названием «Формирование растительной плесени под действием червей» . [5] [6] Хотя область биогеоморфологии еще не получила названия, работа Дарвина представляет собой самое раннее исследование фаунистического организма, влияющего на ландшафтные процессы и формы. [6] Чарльз Дарвин начинает свою работу по червям с изучения поведения и физиологии, а затем переходит к темам, связанным с геоморфологией, педогенезом и биотурбацией. [5] [6] Наблюдения и измерения почвы, перемещаемой дождевыми червями, а также акцент на роли дождевых червей в образовании гумуса, плодородии почв и перемешивании почв были описаны в книге, которая начала менять взгляд на дождевых червей с вредителей на критически важных агентов педогенез. [5] [7] Несмотря на популярность последней работы Дарвина, научное сообщество не спешило осознавать важность изучения роли организмов во влиянии на ландшафты. [7] [8]
Лишь в конце двадцатого века биогеоморфология начала привлекать внимание более чем горстки исследователей. [8]
Подходы к исследованию
[ редактировать ]Существует два подхода к исследованиям в биогеоморфологии. Первый – с помощью статистических и эмпирических методов. Этот подход обычно используется в области экологии и биологии . Подход заключается в простом использовании масштабных повторных исследований и выявлении закономерностей на основе статистических данных. [9] Принимая во внимание, что более геоморфный исследовательский подход имеет тенденцию выявлять закономерности посредством теоретических знаний и детальных измерений множества факторов. [9] В свою очередь, при этом используются меньшие размеры выборки, чем в крупных повторных исследованиях.
Биогеоморфологические процессы
[ редактировать ]Существует несколько биогеоморфологических процессов. Биоэрозия — это выветривание и удаление абиотического материала посредством органических процессов. [10] Это может быть пассивным или активным. Более того, биоэрозия – это химическое и/или механическое выветривание форм рельефа, вызванное органическими средствами. [3] Биозащита – это, по сути, эффект, оказываемый организмами на снижение действия геоморфических процессов. Лучше всего это проявляется в том, что водоросли, покрывающие поверхность камня, действуют как буфер от эрозионной работы волн. Биоконструкция относится к биоконструкторам или инженерам экосистем. Экосистемные инженеры — это организмы, которые строят насыпи, плотины, рифы и т. д. Точнее, это организмы, которые физически изменяют окружающую среду, прямо или косвенно контролируя обилие ресурсов, доступных в среде, доступной для организмов. [11]
Темы сложных систем в биогеоморфологии
[ редактировать ]Есть четыре основные темы, которые подчеркивают сложные системы биогеоморфологии. [4] Первый из них – многочисленные жертвы. Множественная гибель – это способ отложения биоты. Точнее, многочисленные жертвы вызваны различными процессами. То есть такие процессы, как пожары, наводнения и нестабильность склонов, прямо или косвенно определяют распространение флоры и, в свою очередь, фауны. [12] Экосистемные инженеры — еще одна тема, лежащая в основе сложной системы биогеоморфологии. Эти организмы оказывают наиболее глубокое влияние на общую структуру экосистемы. [4] Одними из наиболее распространенных инженеров экосистем являются дождевые черви. Дождевые черви способствуют выработке гумуса и увеличивают аэрацию почвы и площадь использования корней и корневых волосков. Имея больше места для корней, это может повысить стабильность почвы. Еще одним ярким примером экосистемных инженеров являются бобры. Бобры могут увеличить отложения в русле, а также увеличить скорость стока за счет уменьшения растительного покрова, необходимого для строительства плотин. [13] Экологическая топология - еще одна тема сложных систем в биогеоморфологии. Эта тема посвящена тому, как биота меняется в зависимости от географического положения. [4] Эта экологическая топология контролируется концепцией, называемой областью стабильности. Область стабильности описывает взаимодействие набора видов и определенных абиотических факторов, которые действуют как среда для функции и структуры окружающей среды. [14] Последней из четырех основных тем сложных систем в биогеоморфологии является экологическая память. Экологическая память — это состояние, в котором определенные биотические и абиотические факторы имеют рекурсивные отношения и, следовательно, могут быть закодированы в организмах и непосредственной среде обитания. [4] Примером этого могут быть огнезащитные свойства коры прибрежных секвой из-за повторяющихся пожаров.
Изменение климата
[ редактировать ]Биогеоморфология и экогеоморфология могут помочь в оценке последствий глобального изменения климата. Это особенно заметно в прибрежных и устьевых системах из-за; повышение уровня моря, повышение глобальной температуры, повышение температуры моря, увеличение частоты и интенсивности штормов, а также различное распределение осадков. [15] Биогеоморфология может обрисовать некоторые последствия изменения климата из-за биосложности. Биосложность означает сложный способ взаимодействия организмов с окружающей средой и его влияние на биоразнообразие . [15] Используя статистические данные, можно понять, как эти изменения окружающей среды повлияют на биоразнообразие разных трофических уровней и разных ключевых видов . [15]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ховард, Дж. А., Митчелл, К. В., 1985. Фитогеоморфология. Уайли .
- ^ Рейтер, Гавайи; Гибель, А.; Вендрот, О. (2005). «Может ли стратификация рельефа улучшить наше понимание изменчивости урожайности». Точное земледелие . 6 (6): 521–537. дои : 10.1007/s11119-005-5642-8 . S2CID 46724833 .
- ^ Jump up to: а б с Нейлор, Ларисса (2005). «Вклад биогеоморфологии в новую область геобиологии». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 219,1 (1–2): 35–51. Бибкод : 2005PPP...219...35N . дои : 10.1016/j.palaeo.2004.10.013 .
- ^ Jump up to: а б с д и Сталлинз, Дж. Энтони (2006). «Геоморфология и экология: объединяющие темы для сложных систем в биогеоморфологии». Геоморфология . 77,3 (3–4): 207–216. Бибкод : 2006Geomo..77..207S . дои : 10.1016/j.geomorph.2006.01.005 .
- ^ Jump up to: а б с д Дарвин, К. 1881. «Образование растительной плесени под действием червей и наблюдения за их повадками». Лондон: Джон Мюррей.
- ^ Jump up to: а б с Цикалас, С.Г., Уайтсайдс, С.Дж. 2013. Геоморфология червей: уроки Дарвина. «Прогресс в физической географии» 37 (2): 270-281.
- ^ Jump up to: а б Мейсман, Ф.Дж.Р., Мидделбург, Дж.Дж., Хейп, К.Р. 2006. Биотурбация: свежий взгляд на последнюю идею Дарвина. «Тенденции в экологии и эволюции» 21 (12): 688-695.
- ^ Jump up to: а б Батлер, Д.Р., Хапп, К.Р. 2013. Роль биоты в геоморфологии: экогеоморфология. Эд. Шредер, Дж. Ф. Трактат по геоморфологии, том 12. Elsevier: Лондон.
- ^ Jump up to: а б Османн, Н. (2011). «Биогеоморфология: понимание различных подходов к исследованию». Процессы на поверхности Земли и формы рельефа . 36 (1): 136–138. Бибкод : 2011ESPL...36..136H . дои : 10.1002/особенно 2097 . S2CID 130025356 .
- ^ Спенсер, Т. (1992). «Биоэрозия и биогеоморфология». Взаимодействия растений и животных в морском бентосе . 46 : 493–509.
- ^ Джонс, CG (1997). «Положительные и отрицательные эффекты организмов как инженеров физических экосистем». Экология . 78 (7): 1946–1957. дои : 10.2307/2265935 . JSTOR 2265935 .
- ^ Уиттакер, Р.Х. (1970). «Сообщества и экосистемы». Экология . 58 (3): 897–898. дои : 10.2307/2258550 . JSTOR 2258550 .
- ^ Батлер, Д.А. (1995). Зоогеоморфология: Животные как геоморфические агенты . Издательство Кембриджского университета. п. 231. ИСБН 978-0521039321 .
- ^ Холлинг, CS (1992). «Межмасштабная морфология, геометрия и динамика экосистем». Экология . 62 (4): 447–502. дои : 10.2307/2937313 . JSTOR 2937313 .
- ^ Jump up to: а б с Дэй, Джон (2008). «Последствия изменения климата на экогеоморфологию прибрежных водно-болотных угодий». Эстуарии и побережья . 31 (3): 477–491. дои : 10.1007/s12237-008-9047-6 . S2CID 18812644 .
Библиография
[ редактировать ]- Вайлз, Хизер (1988). Биогеоморфология . Оксфорд: Бэзил Блэквелл. ISBN 978-0-631-15405-1 .
- Хапп (1995). Биогеоморфология, наземные и пресноводные системы . ISBN 978-0-444-81867-6 .
- Остеркамп, WR; Фридман, Дж. М. (1997). «Аспекты исследования биогеоморфологии» . Материалы семинара по отложениям Геологической службы США (USGS) «Расширение возможностей исследования отложений в современной Геологической службе США» . Рестон, Вирджиния, и Харперс-Ферри, Западная Вирджиния . Проверено 15 июня 2007 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
