Tulburare (ecologie)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Perturbarea unui incendiu poate fi văzută în mod clar prin compararea flancului ars (stânga) cu flancul ars (dreapta) al acestui lanț montan din Africa de Sud. Ecosistemul de tip veld se bazează pe tulburări inflamatorii periodice ca acestea pentru a se reînnoi.

În biologie , o tulburare este o schimbare temporară a condițiilor de mediu care determină o schimbare pronunțată a unui ecosistem . Adesea, tulburările acționează rapid și cu un efect deosebit pentru a modifica structura fizică sau dispunerea elementelor biotice și abiotice. Perturbările pot apărea, de asemenea, pe o perioadă extinsă de timp și pot afecta biodiversitatea într-un ecosistem. Tulburările ecologice majore includ incendii , inundații , furtuni , invazii de insecte și călcarea în picioare. Cutremure , diferite tipuri de erupții vulcanice , tsunami , furtuni de foc , impacturi astronomice , schimbări climatice și efectele devastatoare ale impactului uman asupra mediului (perturbări antropice ), cum ar fi tăierea aparatului de ras , defrișările și introducerea speciilor extraterestre . [1] Tulburările pot avea efecte imediate și profunde asupra ecosistemelor și, în consecință, pot modifica foarte mult biocenoza . Din cauza tuturor acestor lucruri și a impactului asupra populației, o tulburare determină modificarea speciilor dominante și, prin urmare, diferite specii devin dominante pe măsură ce caracteristicile lor de viață istorice și formele de viață asociate sunt arătate în timp. [2]

Criterii

Condițiile în care apar tulburări naturale sunt influențate în principal de climă , vreme și locație. [1] Tulburările incendiare vor apărea numai în zonele în care sunt precipitații reduse, alte tipuri de aprindere (de obicei fulgere) și suficientă biomasă inflamabilă pentru a permite propagarea focului. Condițiile apar adesea ca parte a unui ciclu, iar afecțiunile pot fi periodice. Alte tulburări, cum ar fi cele cauzate de oameni, specii invazive sau impacturi astronomice, pot apărea oriunde și nu sunt neapărat ciclice. Vârtejurile de stingere pot da naștere la tulburări multiple sau la o frecvență mai mare decât o singură perturbare. Imediat după o perturbare, apare un impuls de creștere în condiții de concurență redusă pentru spațiu sau alte resurse. După impulsul inițial, recruta încetinește, deoarece odată ce o plantă individuală stabilește este foarte dificil de îndepărtat. [2] Datorită diferitelor forme de perturbare, aceasta afectează în mod direct organismele care vor exploata perturbarea și vor crea diversitate în cadrul unui ecosistem.

Tulburare ciclică

Daune de furtună de la Kyrill în Wittgenstein, Germania .

Adesea, atunci când tulburările apar în mod natural, ele oferă condiții care favorizează succesul diferitelor specii asupra organismelor prezente înainte de perturbare. Acest lucru poate fi atribuit schimbărilor fizice în condițiile biotice și abiotice ale unui ecosistem. Din această cauză, o forță deranjantă poate schimba un ecosistem pentru o perioadă semnificativ mai lungă decât în ​​timpul căreia persistă efectele. În timp, modificările speciilor dominante pot apărea în formele de viață erbacee efemere, care devin progresiv dominate de ierburi perene mai înalte, arbuști și copaci. [2] Cu toate acestea, în absența unor forțe perturbatoare suplimentare, multe ecosisteme tind să evolueze către condițiile care existau anterior perturbării. Speciile cu viață lungă și cele care se pot regenera în prezența propriilor adulți pot deveni în cele din urmă dominante. [2] Această modificare, însoțită de modificări în abundența diferitelor specii în timp, se numește succesiune ecologică . Succesiunea duce adesea la condiții care predispun din nou un ecosistem la perturbare.

Pădurile de pin din vestul Americii de Nord oferă un bun exemplu al unui astfel de ciclu care implică invazia insectelor. Gândacul de pin de munte ( Dendroctonus ponderosae ) joacă un rol important în limitarea pinilor, cum ar fi pinus contorta, în pădurile din vestul Americii de Nord. În 2004, gândacii au acoperit o suprafață mai mare de 90.000 de kilometri pătrați. Gândacii există în stadii endemice și epidemice . În timpul etapelor epidemice, un număr mare de pini sunt uciși de roi de gândaci. Această mortalitate determină deschideri pentru creșterea unei noi vegetații în pădure. [3] Stejarii, brazii și pinii mai tineri, care nu sunt afectați de gândaci, prosperă în deschiderile pe care le-au creat. În cele din urmă, pinii cresc din nou și îi înlocuiesc pe cei pierduți. Pinii mai tineri sunt deseori capabili să țină gândacii departe, dar, pe măsură ce îmbătrânesc, devin mai puțin viguroși și mai susceptibili la infestare. [4] Acest ciclu de moarte și creștere creează un mozaic temporal de pini din pădure. [5] Cicluri similare apar în asociere cu alte afecțiuni, cum ar fi focul și furtunile.

Când mai multe evenimente perturbatoare afectează același loc într-o succesiune rapidă, există adesea o „perturbare compusă”, eveniment care, datorită combinării mai multor forțe, creează o nouă situație mai mare decât suma părților sale. De exemplu, furtunile după incendii pot crea temperaturi și durate incendiare care nu sunt tipice nici măcar celor mai violente incendii și pot avea efecte surprinzătoare asupra succesiunii post-incendiu. [6] Stresele de mediu pot fi descrise ca presiuni asupra mediului, cu variabile compuse, cum ar fi temperaturi extreme sau modificări ale precipitațiilor - toate acestea joacă un rol în diversitatea și succesiunea unui ecosistem. Odată cu moderarea mediului, diversitatea crește datorită efectului de perturbare intermediară, scade datorită efectului de excludere competitivă, crește datorită prevenirii excluderii competitive prin prădare moderată și scade din cauza extincției locale a prăzii datorită prădării severe. [7] O reducere a densității de recrutare reduce importanța concurenței pentru un anumit nivel de stres asupra mediului. [7]

Specii adaptate tulburării

Un incendiu arde pe insula Zakynthos din Grecia pe 25 iulie 2007.

O tulburare poate schimba semnificativ o pădure. După aceea, solul pădurii este deseori plin de materiale moarte. Această materie în descompunere și lumina soarelui favorizează regenerarea. În cazul incendiilor forestiere, o parte din substanțele nutritive stocate anterior în biomasa plantelor sunt eliberate rapid în sol pe măsură ce biomasa arde. Multe plante și animale beneficiază de condiții deranjante. [8]

Unele specii s-au adaptat în mod special exploatării siturilor afectate recent de forțe perturbatoare. Vegetația cu potențial de creștere rapidă poate beneficia rapid de lipsa concurenței. În nord-vestul Statelor Unite, copacii intoleranți la umbră , cum ar fi Prunus pensylvanica [9] și plopul, umple rapid golurile create de foc sau furtuni (sau tulburări umane). Arțarul argintiu și sicomorul vestic sunt în mod similar bine adaptate câmpiilor inundabile. Ele sunt extrem de rezistente la apa stând în picioare și domină frecvent câmpiile inundabile unde alte specii sunt eliminate.

Când un copac cade sau dispare, golurile sunt de obicei umplute cu răsaduri erbacee mici, dar acest lucru nu este întotdeauna cazul; semințele din plantele căzute se pot dezvolta și umple golurile. [10] Capacitatea de a germina poate avea efecte importante asupra populației de plante, populație care ar fi exploatat în mod normal golul arborelui căzut și nu poate concura cu semințele arborelui căzut. Adaptarea speciilor la perturbări este specifică de la specie la specie, dar modul în care se adaptează fiecare organism afectează toate speciile din jurul său.

O altă specie bine adaptată anumitor afecțiuni este pinul băncilor din pădurile boreale expuse incendiilor coronare. Aceștia, ca și alte specii de pini, au conuri de serotină specializate care deschid și dispersează semințele numai atunci când focul generează suficientă căldură. Ca urmare, această specie domină adesea zonele în care concurența a fost redusă de foc. [11]

Speciile care sunt bine adaptate siturilor perturbate sunt denumite specii de pionier sau de primă succesiune. Aceste specii intolerante la umbră sunt capabile să fotosintezeze la rate mari și, ca rezultat, pot crește rapid. Creșterea lor rapidă este adesea echilibrată de o speranță de viață destul de scurtă. Mai mult, deși aceste specii domină adesea imediat după o perturbare, ele sunt adesea incapabile să concureze cu speciile tolerante la umbră care apar mai târziu și sunt înlocuite de ele prin succesiune. Cu toate acestea, aceste schimbări pot să nu reflecte intrarea progresivă în comunitate a formelor superioare, de lungă durată, ci în schimb, apariția și dominarea speciilor care ar fi putut fi prezente, dar puține la număr direct după perturbare. [2]

În timp ce plantele se confruntă direct cu afecțiuni, multe animale nu sunt afectate imediat de ele. Majoritatea pot scăpa de incendii și mulți vor beneficia de o regenerare abundentă pe solul pădurii. Noile condiții susțin, de asemenea, o varietate mai mare de plante, adesea mai bogate în substanțe nutritive decât vegetația anterioară perturbării. Plantele la rândul lor susțin multe forme de viață, crescând temporar diversitatea biologică în pădure. [8]

Importanţă

Diversitatea biologică depinde de tulburările naturale. Succesul unui număr mare de specii din grupurile sale taxonomice este strâns legat de tulburări naturale precum incendii, inundații și furtuni. De exemplu, multe specii de plante intolerante la umbră se bazează pe boli pentru a se stabili cu succes și pentru a limita concurența. Fără o astfel de subțire perpetuă, diversitatea florei forestiere poate scădea, afectând astfel animalele care depind la rândul lor de aceste plante.

Un bun exemplu al acestui rol al tulburărilor este dat de pădurile de pin galben ( Pinus ponderosa ) din vestul Statelor Unite, unde incendiile de la suprafață ard frecvent vegetația existentă pentru a permite dezvoltarea de noi plante. Dacă focul este suprimat, bradul Douglas ( Pseudotsuga menziesii ), o specie tolerantă la umbră, înlocuiește în cele din urmă pinii. Bradii Douglas, având frunziș foarte dens, limitează sever cantitatea de lumină solară care ajunge în solul pădurii. Fără lumină suficientă, creșterea plantelor noi este foarte limitată. Pe măsură ce diversitatea plantelor de suprafață scade, și speciile de animale care depind de ele scad. Incendiile, în acest caz, sunt importante nu numai pentru speciile direct afectate, ci și pentru toate celelalte organisme a căror supraviețuire depinde de acele plante cheie. [12]

Diversitatea este scăzută în mediile ostile, din cauza intoleranței la toate condițiile, cu excepția speciilor oportuniste și extrem de rezistente. [7] Interacțiunea dintre tulburări și aceste procese biologice singure pare să reprezinte un procent mare din tiparele organizaționale și spațiale ale comunităților naturale. [13] Variabilitatea bolii și diversitatea speciilor sunt foarte corelate și, în consecință, necesită adaptări care ajută la creșterea adaptabilității plantelor necesare supraviețuirii.

Notă

  1. ^ a b Dale, V., Joyce, L., McNulty, S., Neilson, R., Ayres, M., Flannigan, M., Hanson, P., Irland, L., Lugo, A., Peterson, C., Simberloff, D., Swanson, F., Stocks, B. și Wotton, B., [0723: CCAFD 2.0.CO; 2 Schimbări climatice și tulburări forestiere ], în BioScience , vol. 51, nr. 9, septembrie 2001, pp. 723-734, DOI : 10.1641 / 0006-3568 (2001) 051 [0723: CCAFD] 2.0.CO; 2 .
  2. ^ a b c d e I Nobel, Utilizarea atributelor vitale pentru a prezice modificările succesive în comunitățile vegetale supuse perturbărilor recurente .
  3. ^ Mock, KE, Bentz, BJ, O'Neill, EM, Chong, JP, Orwin, J., Pfrender, ME 2007. Variație genetică la scară peisagistică într-o specie de focar de pădure, gândacul de pin de munte (Dendroctonus ponderosae). Molecular Ecology 16: 553-568.
  4. ^ Ham, DL, Hertel, GD. 1984. Managementul integrat al dăunătorilor din gândacul de pin sudic în mediul urban. Journal of Arboriculture 10, 10: 279-282.
  5. ^ Comitetul pentru practicile forestiere. 2007. Lodgepole Pine Stand Structura la 25 de ani după atacul Mountain Pine Beetle. Copie arhivată ( PDF ), la fpb.gov.bc.ca. Adus la 12 mai 2007 (depus de „Adresa URL originală 29 octombrie 2008).
  6. ^ B. Buma și CA Wessman, Interacțiunile de perturbare pot afecta mecanismele de rezistență ale pădurilor , în Ecosphere , vol. 2, nr. 5, 2011, pp. art64, DOI : 10.1890 / ES11-00038.1 .
  7. ^ a b c A Menge, Community Regulation: Variation in Disturbance, Competition, and Predation in Relation to Environmental Stress and Recruitment , în The American Naturalist , vol. 130, 1987, JSTOR 2461716 .
  8. ^ a b Pringle, L. 1979. Foc natural: Ecologia sa în păduri. William Morrow și Compania, New York. 27-29.
  9. ^ Marks, PL 1974. Rolul cireșului (Prunus pensylvanica) în menținerea stabilității în ecosistemele din lemn de esență nordică. Monografii ecologice 44, nr. 1: 73-88.
  10. ^ J Bond, Ecology of sprouting in woody plants: the persistence niche , în Trends in Ecology & Evolution , vol. 16, 2001, pp. 45-51.
  11. ^ Schwilk, D., Ackerly, D. 2001. Inflamabilitatea și serotinizarea ca strategii: evoluție corelată la pini. Oikos 94: 326-336
  12. ^ Pringle, L. 1979. Foc natural: Ecologia sa în păduri. William Morrow și Compania, New York. 22-25.
  13. ^ W Sousa, Rolul perturbării în comunitățile naturale , în Revista anuală de ecologie și sistematică , vol. 15, 1984, pp. 353–391, DOI : 10.1146 / annurev.es.15.110184.002033 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN ( EN ) sh00003433
Ecologie și mediu Portal de ecologie și mediu : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de ecologie și mediu
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Disturbo_(ecologia)&oldid=119093346 ”