Динамика патчей
 | Эта статья включает список литературы , связанную литературу или внешние ссылки , но ее источники остаются неясными, поскольку в ней отсутствуют встроенные цитаты . ( январь 2010 г. ) |
Динамика участков — это экологическая точка зрения, согласно которой структуру, функции и динамику экологических систем можно понять путем изучения их интерактивных участков. Динамика участков, как термин, может также относиться к пространственно-временным изменениям внутри и между участками, составляющими ландшафт. Динамика пятен повсеместно распространена в наземных и водных системах на всех организационных уровнях и в пространственных масштабах. С точки зрения динамики участков, популяции, сообщества, экосистемы и ландшафты можно эффективно изучать как мозаику участков, которые различаются по размеру, форме, составу, истории и граничным характеристикам.
Идея динамики участков возникла в 1940-х годах, когда экологи растений изучали структуру и динамику растительности с точки зрения интерактивных участков, которые она включает. Математическая теория динамики пятен была разработана Саймоном Левином и Робертом Пейном в 1970-х годах первоначально для описания структуры и динамики приливного сообщества как мозаики пятен, созданной и поддерживаемой приливными возмущениями. Динамика пятен стала доминирующей темой в экологии в период с конца 1970-х по 1990-е годы.
Динамика пятен — это концептуальный подход к анализу экосистем и мест обитания, который подчеркивает динамику гетерогенности внутри системы (т. е. то, что каждая область экосистемы состоит из мозаики небольших «субэкосистем»). [1]
Разнообразные участки среды обитания, созданные в результате естественных нарушений режима, считаются критически важными для поддержания этого разнообразия (экологии) . Участок среды обитания — это любая дискретная территория определенной формы, пространства и конфигурации, используемая видом для размножения или добычи других ресурсов. Мозаика — это узоры в ландшафтах, состоящие из более мелких элементов, таких как отдельные лесные насаждения, участки кустарников, шоссе, фермы или города.
Патчи и мозаика
[ редактировать ]Исторически сложилось так, что из-за кратковременности наблюдения человека мозаичные ландшафты воспринимались как статичные образцы мозаики человеческого населения. [2] Этот акцент был сосредоточен на идее о том, что статус конкретной популяции , сообщества или экосистемы можно понять, изучая конкретный участок мозаики. Однако такое восприятие игнорировало условия, которые взаимодействуют с участками и соединяют их. В 1979 году Борман и Лайкенс придумали фразу « сдвигающаяся мозаика», чтобы описать теорию о том, что ландшафты меняются и колеблются и на самом деле являются динамичными. [3] Это связано с битвой клеток, происходящей в чашке Петри. [ нужна ссылка ] .
Динамика патчей относится к концепции, согласно которой ландшафты динамичны. [1] Существует три состояния, в которых может существовать патч: потенциальное , активное и деградированное . Участки в потенциальном состоянии превращаются в активные участки в результате колонизации участка путем расселения видов, прибывающих из других активных или деградирующих участков. Патчи переводятся из активного состояния в деградированное состояние, когда от патча отказываются, а патчи из деградированного состояния переходят в активное в процессе восстановления . [4]
Вырубка леса, пожары, сельское хозяйство и лесовосстановление могут способствовать процессу колонизации и могут эффективно изменить форму участка. Динамика патчей также относится к изменениям в структуре, функциях и составе отдельных патчей, которые могут, например, влиять на скорость круговорота питательных веществ. [ нужна ссылка ] .
Патчи также связаны. Хотя патчи могут быть разделены в пространстве, может происходить миграция от одного патча к другому. Эта миграция поддерживает популяцию некоторых участков и может быть механизмом распространения некоторых видов растений. Это означает, что экологические системы в ландшафтах открыты, а не закрыты и изолированы. (Пикетт, 2006 г.)
Усилия по сохранению
[ редактировать ]Признание динамики изменений внутри системы необходимо для по сохранению (экологии) успеха усилий . Успешная консервация включает понимание того, как меняется участок, и прогнозирование того, как на него повлияют внешние силы. [5] Эти внешние эффекты включают в себя природные эффекты, такие как землепользование , нарушение , восстановление и преемственность , а также последствия человеческой деятельности. В некотором смысле, сохранение – это активное поддержание динамики участка (Pickett, 2006). Анализ динамики участков можно использовать для прогнозирования изменений биоразнообразия экосистемы. Было показано, что когда можно отслеживать участки видов, колебания на самом большом участке (наиболее доминирующих видах) можно использовать в качестве раннего предупреждения о коллапсе биоразнообразия . [6] Это означает, что если внешние условия, такие как изменение климата и фрагментация среды обитания , изменят внутреннюю динамику участков, резкое сокращение биоразнообразия можно обнаружить еще до того, как оно произойдет. [6] [7]
См. также
[ редактировать ]- Биология сохранения
- Краевой эффект
- Динамика леса
- Сохранение среды обитания
- Коридор среды обитания
- Фрагментация среды обитания
- Биогеография острова
- Ландшафтная экология
- Пространственная экология
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Пикетт, стюард Т.А.; Уайт, PS (1985). Экология природных нарушений и динамика пятен . Академическая пресса. ISBN 0123960215 .
- ^ Богин, Барри (1999). Закономерности человеческого роста (2-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521564380 .
- ^ Борман, Ф. Герберт; Ликенс, Джин Э. (1979). Структура и процесс в лесной экосистеме . дои : 10.1007/978-1-4612-6232-9 . ISBN 978-0-387-94344-2 .
- ^ Райт, Джастин П.; Герни, WSC; К.Г., Джонс (2004). «Динамика патчей в ландшафте, модифицированном инженерами экосистемы» (PDF) . ОЙКОС . 105 (2): 336–348. дои : 10.1111/j.0030-1299.2004.12654.x . ISSN 0030-1299 . Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2010 г.
- ^ Фернесс, Юан Н.; Гарвуд, Рассел Дж.; Мэннион, Филип Д.; Саттон, Марк Д. (2021). «Эволюционное моделирование уточняет и согласовывает модели нарушения биоразнообразия» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 288 (1949). дои : 10.1098/rspb.2021.0240 . ISSN 0962-8452 . ПМК 8059584 . ПМИД 33878917 .
- ^ Jump up to: а б Саравиа, Леонардо А.; Момо, Фернандо Р. (01 июля 2017 г.). «Коллапс биоразнообразия и индикаторы раннего предупреждения в пространственном фазовом переходе между нейтральными и нишевыми сообществами» . Ойкос . 127 : 111–124. дои : 10.1111/oik.04256 . ISSN 1600-0706 .
- ^ Коррадо, Рафаэле (2014). «Сигналы раннего предупреждения о переходе к опустыниванию в полузасушливых экосистемах». Физический обзор E . 90 (6): 062705. Бибкод : 2014PhRvE..90f2705C . дои : 10.1103/physreve.90.062705 . ПМИД 25615127 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Форман, RTT 1995. Земельная мозаика: экология ландшафтов и регионов. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания.
- Грум, Марта Дж., Мефф, Гэри К., Кэрролл, Рональд. 2006. Принципы биологии сохранения, третье издание. Мозаика и динамика патчей, Стюард Т.А. Пикетт
- Левин, С.А. и Р.Т. Пейн. 1974. Нарушение, образование пятен и структура сообщества. Труды Национальной академии наук (США) 71:2744-2747.
- Левин, С.А., Т.М. Пауэлл и Дж.Х. Стил, редакторы. 1993. Патч Динамика. Шпрингер-Верлаг, Берлин.
- Ву, Дж.Г. и О.Л. Лукс. 1995. От баланса природы к иерархической динамике участков: сдвиг парадигмы в экологии. Ежеквартальный обзор биологии 70:439-466.
- Динамика патчей [1]