Лесная динамика - Forest dynamics

Лесная динамика описывает основные физические и биологические силы, которые формируют и изменяют лес экосистема. Непрерывное изменение лесов можно резюмировать с помощью двух основных элементов: беспокойство и преемственность.

Нарушение

Смотрите также: Нарушение (экология)

Нарушения леса - это события, которые вызывают изменения в структуре и составе лесной экосистемы, помимо роста и гибели отдельных организмов. Нарушения могут различаться по частоте и интенсивности и включать стихийные бедствия, такие как: Огонь, оползни, ветер, извержения вулканов, удары редких метеоров, вспышки насекомых, грибов и др. патогены, вызванные животными эффекты, такие как выпас и топтание, и антропогенный беспорядки, такие как война, протоколирование, загрязнение, расчистка земли для урбанизации или сельского хозяйства, а также внедрение инвазивные виды. Не все нарушения разрушительны или негативны для всей лесной экосистемы. Многие естественные нарушения способствуют обновлению и росту и часто высвобождают необходимые питательные вещества.[1]

Мелкомасштабные нарушения являются ключом к созданию и поддержанию разнообразия и неоднородности в лесу. Мелкомасштабные нарушения - это такие события, как срывы одного дерева, которые создают пробелы что пропускает свет сквозь навес к предыстория и лесная подстилка. Этот доступный свет позволяет ранним сукцессионным видам, не переносящим тень, колонизировать и поддерживать популяцию в доминирующем лесу, что приводит к сложной пространственной мозаичной структуре леса, признанной как старовозрастный. Этот процесс называется динамика патча или динамика разрыва, описанная для многих типов лесов, включая тропические, умеренные и северные.[2]

Наборы и модели естественных нарушений, которые характеризуют конкретную территорию или экосистему, называются экосистемами. режим возмущения. Природное сообщество тесно связано с его режимом естественного нарушения.[3] Например, в тропических лесах умеренного и северного климата обычно наблюдается режим возмущений, состоящий из высокочастотных, но мелкомасштабных явлений, в результате чего в очень сложном лесу преобладают очень старые деревья.[4] Напротив, леса, для которых характерен режим нарушения, состоящий из событий, связанных с заменой древостоев, таких как частые пожары, как правило, имеют более однородную структуру и имеют относительно молодые древостои.

Наследование

Наследование леса это процесс, с помощью которого виды восстанавливаются и восстанавливаются после нарушения. Тип нарушения, климат и погодные условия, присутствие колонизирующих видов и взаимодействие между видами - все это влияет на путь, по которому будет идти сукцессия. Разнообразие и состав видов колеблются на протяжении всей сукцессии. Классическая модель преемственности известна как эстафетная флористика и относится к эстафете доминирующих видов. После нарушения насаждений, непереносимые к тени виды колонизируют и вырастают в доминирующий полог, но из-за своей непереносимости тени они не могут восстанавливаться под собственным пологом; подлесок (состоящий из теневыносливых видов) постепенно заменяет полог, и благодаря своей теневыносливости он может восстанавливаться под собственным пологом и, следовательно, становится доминирующим видом.[5]Часто преемственность не такая полная или направленная, как описывает модель релейной флористики. Виды могут быть умеренно устойчивыми к тени и выжить, пользуясь небольшим количеством света, проникающего через полог, а дальнейшие нарушения могут создавать небольшие промежутки. Эти и другие факторы могут привести к смешению доминирующих видов и не столь очевидному «концу» сукцессии (климакс сообщество ).[6]

Многие сукцессионные траектории следуют базовой четырехступенчатой ​​схеме развития. Первый из этих этапов, стоять инициация, возникает после серьезного нарушения и вовлекает многие виды, прибывающие в область обильного света и питательных веществ. Второй этап, исключение ствола, описывает рост и конкуренция этих видов по мере того, как ресурсы становятся менее доступными; вероятно, один или несколько видов побеждают и становятся доминирующими. Третий этап, повторная инициация, влечет за собой дальнейшее нарушение и создание зазоров; на этом этапе развивается стратификация с появлением слоев навеса, среднего яруса и подлеска. Заключительный этап, известный как старовозрастный, является продолжением и завершением повторной инициализации нижнего рассказа; сложился сложный многовековой и многослойный лес.[7]

Учитывая изменение климата

Леса чувствительны к климату, поэтому изменение климата может иметь большое влияние на динамику экосистемы. Повышение уровня углекислого газа может увеличить продуктивность и рост деревьев, которые затем уменьшатся, поскольку другие питательные вещества станут ограничивать. Изменения температуры и количества осадков могут повлиять на успешность существования различных видов и результирующее их скопление.[8] Многие факторы изменения климата также могут влиять на режим нарушения экосистемы, делая лес более или менее восприимчивым к различным нарушениям и изменяя или даже препятствуя восстановлению после нарушения.[9]

Важность

Леса предлагают много экосистемные услуги включая древесина, пресная вода, хранилище углерода и зоны отдыха. Чтобы сохранить эти услуги наряду с естественными среда обитания и биоразнообразие что обеспечивают леса, понимание динамики, которая создает и поддерживает леса, является приоритетом. Лесное хозяйство и лесоводство Операции требуют тщательного понимания динамики лесов, чтобы применять эффективные методы управления и сохранения.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Бинелли, Элиана Кампф; Gholz, Генри L .; Дурье, Мэри Л. "Глава 4: Сукцессия растений и нарушения в городской лесной экосистеме". Университет Флориды, расширение МФСА.
  2. ^ Ямамото, Син-Ичи (2000). «Динамика лесных щелей и регенерация деревьев». J. For. Res. 5: 223–229. Дои:10.1007 / bf02767114.
  3. ^ Камень, Эмили; Менендес, Лидия (20 октября 2011 г.). «Естественный режим беспокойства». Энциклопедия Земли. Получено 26 ноября 2014.
  4. ^ ДеллаСала, Доминик А. (2011). Умеренные и северные тропические леса мира: экология и сохранение. Island Press. стр.32 –34.
  5. ^ Котар, Джон. «Лесная динамика». Подходы к экологическому ведению лесного хозяйства на частных землях. Служба поддержки USFS и Университета Миннесоты. Получено 26 ноября 2014.
  6. ^ Котар, Джон. «Лесная динамика». Подходы к экологическому ведению лесного хозяйства на частных землях. Служба поддержки USFS и Университета Миннесоты. Получено 26 ноября 2014.
  7. ^ Бейкер, Джим; Хантер, Чарльз (8 декабря 2013 г.). «Экологические основы лесоводства». Оценка южных лесных ресурсов. Получено 26 ноября 2014.
  8. ^ Питерс, Эмили Б.; Wythers, Kirk R .; Чжан, Шуся; Брэдфорд, Джон Б.; Райх, Питер Б. (17 июля 2013 г.). «Возможные воздействия изменения климата на процессы лесной экосистемы умеренного пояса». Может. J. For. Res. 43: 939–950. Дои:10.1139 / cjfr-2013-0013. HDL:11299/177575.
  9. ^ Андерсон-Тейшейра, Кристина Дж .; Миллер, Адам Д .; Mohan, Jacqueline E .; Худибург, Тара В.; Duval, Benjamin D .; ДеЛусия, Эван Х. (2013). «Измененная динамика восстановления лесов в условиях меняющегося климата». Биология глобальных изменений. 19: 2001–2021. Дои:10.1111 / gcb.12194.