Pleistro dinamikos ekologija

Plokščio dinamika ekologijoje - teorinis požiūris, teigiantis, kad ekologinės sistemos struktūra, funkcijos ir dinamika gali būti suprantama ir nuspėjama analizuojant jos mažesnius interaktyvius erdvinius komponentus (pleistrus). Be to, kad reikšmė kaip teorinis požiūris, pleistro dinamika gali būti vartojama nurodant tiesiog pokyčius, kurie laikui bėgant atsiranda ekosistemos komponentų erdviniuose modeliuose.

Svarbiausi klausimai

Kas yra pleistro dinamika?

Terminas pleistro dinamika gali reikšti dvi sąvokas.

Pokyčiai, atsirandantys atskiruose erdviniuose ekosistemos komponentuose, apibūdinami kaip pleistro dinamika. Pataisos dinamika taip pat yra teorinis metodas, pagal kurį ekosistemos dinamika gali būti suprantama analizuojant mažesnius jos erdvės komponentus, kurie sąveikauja tarpusavyje, vadinamus pleistrais.

Kuo pleistro dinamika skiriasi nuo pleistro ir mozaikos?

Pleistro dinamikoje pleistras žymi buveinės dalį su konkrečiu plotu, dydžiu ir savybėmis. Mozaikos yra kraštovaizdžio modeliai, sudaryti iš atskirų buveinių dėmių.

Kuriose būsenose gali būti pataisų pleistro dinamika?

Pataisa dinamikoje buveinių pleistras gali būti trijose būsenose: potencialioje, aktyviojoje ir pablogėjusioje. Potencialūs pleistrai dar neturi suaktyvėti, pasklidus rūšiai toje vietoje. Pažeistų pleistrų atsisakoma, tačiau jie gali vėl tapti potencialiais pleistrais atkuriant.

Koks yra pleistrų dinamikos vandens ekosistemose pavyzdys?

Pajūrio dinamikos jūrų ekosistemoje pavyzdys yra potvynio potvynių ir seklių pakrančių buveinės. Patakos dinamika taip pat pasireiškia gėlo vandens ekosistemose, kaip ir šiukšlių užtvankų atveju, upelio dalyse, kur sutelkti maisto medžiagų apykaitos procesai.

Kaip pleistrų dinamiką galima naudoti tvarkant buveines?

Pataisa dinamika gali būti naudojama tvarkant buveines per nustatytus nudegimus. Jei naudojate sukamus pleistrų mozaikinius nudegimus, užtikrinsite įvairius ekologinio paveldėjimo etapus ir taip išsaugosite biologinę įvairovę rajone.

Kuo pleistro dinamika naudinga išsaugojimui?

Pataikų dinamika yra naudinga apsaugant buveines ir biologinę įvairovę, nes dominuojančių rūšių populiacijos svyravimai gali būti naudojami kaip ankstyvasis galimo biologinės įvairovės sumažėjimo ateityje rodiklis.

Pleistro dinamikos koncepcija pagrįsta pastebėjimu, kad ekosistemos yra erdviškai nevienalytės, tai yra, jose yra įvairus ir netolygiai pasiskirstęs organizmų ir išteklių mišinys, o heterogeniškumas atsiranda skirtingose ​​laiko ir erdvės skalėse. Ekologiniai sutrikimai, tokie kaip potvyniai, gaisrai ir ligos protrūkiai, lemia didelę erdvės nevienalytiškumo dinamiką; jie sutrikdo biologinės bendruomenės tęstinumą, nes sumažina populiaciją ir pašalina rūšis iš nedidelių kraštovaizdžio sričių ir sudaro sąlygas kitoms rūšims judėti. Dėl to ekosistemas galima laikyti pleistrų mozaikomis. Pataisymai skiriasi įvairiais būdais, įskaitant dydį, formą, kompoziciją, gamtos istoriją, kraštovaizdžio trukmę ir ribines savybes. Todėl pleistro dinamikos tyrimuose pagrindinis dėmesys skiriamas srautui, o ne pusiausvyrai.

Pleistro dinamikos istorija

Pleistro dinamikos idėja kilo bent 1940-aisiais, kai augalų ekologai tyrė augalijos struktūrą ir dinamiką interaktyvių pleistrų prasme. Aštuntajame dešimtmetyje amerikiečių ekologas Simonas A. Levinas ir amerikiečių zoologas Robertas T. Paine'as sukūrė matematinę teoriją, kad apibūdintų potvynio bendruomenės modelį ir dinamiką kaip lopo mozaiką, sukurtą ir prižiūrimą potvynio sutrikimų. Iki kito dešimtmečio pabaigos pleistro dinamika tapo dominuojančia ekologijos perspektyva, panaikinusi pusiausvyros paradigmą, dėl kurios buvo vis labiau abejojama. (Pusiausvyros paradigma reiškė, kad sutrikdyta ekosistema ilgainiui grįš į savo netrikdomą būseną, jei trikdžiai nebuvo per stiprūs ar per daug žalojami.) Patch dinamika taip pat yra konceptualiai susijusi su metapopuliacijų teorija, kurią sukūrė Amerikos matematikos ekologas. Septintajame dešimtmetyje Richardas Levinsas ir kiti, kartu su salų biogeografijos teorija, kurią 1960 m. Sukūrė amerikiečių ekologas Robertas MacArthuras ir amerikiečių biologas EO Wilsonas. (Ankstesnėje teorijoje buvo teigiama, kad kelių atskirų, bet sąveikaujančių populiacijų kolektyvinė veikla lemia rūšių ekologinį likimą, o antrojoje teorijoje teigiama, kad salose, kurios yra didesnės ir esančios arčiau žemynų, paprastai yra daugiau rūšių nei mažesnėse ir tolimiausiose salose..)

Ekologiniai pritaikymai

Pataisa dinamika buvo plačiausiai taikoma populiacijos, biologinės bendrijos, ekosistemos ir kraštovaizdžio skalėse. Pvz., Mišką galima vertinti kaip nevienalytę ekosistemą, kurią sudaro miško balkono spragos ir įvairaus amžiaus medžių sankaupos, atsirandančios dėl praeities trikdžių. Miškuose dažnai būna įvairių trikdžių; Pvz., baldakimu medžiai (medis, kurio vainikėlis yra didesnio baldakimo dalis) gali būti išdžiūvę ar nulaužti stiprių vėjų (vėjavaikių), juos gali nužudyti ligos arba iškirsti žmonės. Kai baldakime sukuriama anga, pavyzdžiui, kai baldakimo medis lūžta, miršta ar pašalinamas, šviesa, krituliai ir kiti ištekliai gali patekti į miško dugną. Šis įvykis inicijuoja miško paeiliui mažą masto augimą, dėl kurio pradinėms spragų sąlygoms tolerantiškos augalų rūšys pakeičiamos vis labiau šešėliams tolerantiškomis ar aukštesnio augimo rūšimis. Kitaip tariant, varžydamasis ir retindamas vienas medis ilgainiui dominuos angoje ir taps skardžio medžiu, taigi miško dinamika gali būti suprantama atsižvelgiant į atskirų medžių tarpus ir jų sąveiką su medžiu. didesnė sistema.

Kitos ekosistemos yra panašios. Pievos yra lopų mozaika, kurią gali sukurti ugnis, ganymas ar nevienalytis dirvožemio išteklių, tokių kaip vanduo ir kitos maistinės medžiagos, pasiskirstymas. Atskiri krūmai dažnai būna pasiskirstę dykumoje, kur jie sugauna dirvožemį ir vandenį, kad sudarytų „vaisingumo salas“. Upė taip pat yra nevienalytė sistema, kurioje yra baseinai, rifai ir smėlio juostos. Jūrų aplinkoje fitoplanktono ir zooplanktono erdviniai patinimai jau seniai aprašyti.

Masto vaidmuo

Kraštovaizdžius ir regionus sudaro skirtingos sausumos ir vandens ekosistemų grupės, sąveikaujančios viena su kita. Ekologinę dinamiką tarp skirtingų pleistrų šiose plačiose skalėse dažnai lemia geomorfologija (formų forma), klimatas ir žemės naudojimo pokyčiai, kurie supa ir apima tiriamą plotą arba atskiria vieną pleistrą nuo kito. Vietos mastu topografiniai, hidrologiniai ir dirvožemio modeliai, taip pat biologinė sąveika (pvz., Konkurencija, grobuonys ir ganymas) tampa svarbiomis dinamikos priežastimis ir veiksniais. Trūkumai, tiek natūralūs, tiek žmogaus sukeliami, yra ypač svarbūs pleistro dinamikos koncepcijoje, nes jie skatina pleistrų formavimąsi ir dinamiką visomis masteliais.

Kraštovaizdžius galima vertinti kaip erdvinius nevienalyčius geografinius plotus arba pleistrų mozaikas. Kraštovaizdžiai gali būti tokie dideli kaip regioniniai vandens baseinai, apimantys miškus, pievas, upes, ežerus, žemės ūkio laukus ir miesto teritorijas, arba jie gali būti tokie maži kaip vietinės ekosistemos dalis, kurioje erdvinis lopas daro įtaką tam tikram ekologiniam procesui. Taigi organizmai ar procesai, kurie yra ekologinio tyrimo subjektai, dažnai nusako kraštovaizdžio erdvinį mastą. Pavyzdžiui, tiriant, kaip žolinių augalų erdvinis modelis veikia vabalų judėjimą pievoje, 100 kvadratinių metrų (1 076 kvadratinių pėdų) sklypas yra pakankamai didelis, kad galėtų būti naudojamas kaip tyrimo zona. Vis dėlto gali prireikti šimtų kvadratinių kilometrų kraštovaizdžio, kad būtų galima įvertinti, kaip žemės naudojimo ir žemės dangos modeliai daro įtaką paukščių rūšių įvairovei ir populiacijos dinamikai. Todėl kraštovaizdžiai dažnai yra hierarchiškai struktūruotos skirtingų buveinių ir žemės naudojimo mozaikos, kuriose pleistro dinamika vyksta keliais masteliais - jų tyrimas tapo žinomas kaip hierarchinė pleistro dinamika. Pleistro dinamikos koncepcija atmeta homeostatinės pusiausvyros sąvoką, kai kalbama apie ekologinį stabilumą, tačiau ji pripažįsta, kad ekologinis stabilumas egzistuoja keičiantis mozaikos nusistovėjusiai būsenai (kai viso kraštovaizdžio ekologinė dinamika išlieka gana stabili, tuo tarpu tie, kurie atskirų pleistrų, sudarančių kraštovaizdį, lygyje svyruoja).

Išsaugojimo pasekmės

Pataisa dinamika turi bent tris praktinius padarinius. Pirma, ryškus trikdžių vaidmuo pleistro dinamikos koncepcijoje reiškia, kad manipuliavimas trikdžių režimu (trikdžių erdviniai ir laiko modeliai) gali būti veiksmingas ekosistemų valdymo metodas, ypač siekiant išsaugoti ir ekologiškai atstatyti. Pavyzdžiui, valdomose ekosistemose imituoti dinamiką ir sąlygas, kurias sukelia natūralūs trikdžiai (pvz., Gaisrai ir ganyklos pievoje), būtina ilgalaikiam ekosistemos išsaugojimui ir atkūrimui.

Antra, pleistro dinamikos koncepcija rodo, kad norint išsaugoti biologinę įvairovę arba sėkmingai atkurti ir valdyti ekosistemas, pirmenybė turėtų būti teikiama ekologiniams procesams (tokiems kaip maistinių medžiagų apykaita) ir ekosistemų atsparumui (trikdžių, kuriuos ekosistema gali absorbuoti nepakeisdama savo pagrindinės struktūros ir funkcijos). virš tikslinių galinių taškų ir pusiausvyros būsenų išsaugojimas. Kitaip tariant, išsaugojimo ir atkūrimo metodai, pagrįsti pleistro dinamikos samprata, yra lankstesni nei metodai, kuriais siekiama tikslinių galutinių taškų. Strategijos, pagrįstos tiksliniais galutiniais taškais, kurie, kaip manoma, turi tam tikrą rūšių derinį, dažnai yra netinkami, nes ekosistemoje laikui bėgant gyventojų skaičius ir rūšių sudėtis kinta. Be to, pusiausvyros būsenos, aptinkamos kulminacinėse bendruomenėse (kur sustojimas nutrūko), retai būna didelių ekosistemų ir kraštovaizdžių lygiuose.

Trečia, hierarchinė pleistro dinamika rodo, kad modelis ir procesas veikia įvairiais lygmenimis, todėl išsaugojimas, ekologinis atkūrimas ir ekosistemų valdytojai turi atsižvelgti į veiksnius, kurie nėra tiksliniai pleistrai, ir negalima ignoruoti kraštovaizdžio konteksto, kuriame gyvena ekosistema. Šis požiūris iš esmės reikalauja kraštovaizdžio požiūrio į išsaugojimą ir ekosistemų valdymą, o ne į tradicinį rūšį, orientuotą į rūšis ar vieną, pagrįstą ekosistema. Nors tik nedaugelis projektų aiškiai nurodo, kad pleistro dinamika yra pagrindinis principas, kraštovaizdžio metodas, kuris nuo 1980 m. Pabaigos buvo vis labiau naudojamas išsaugojimo ir ekosistemų valdymo pastangose ​​visame pasaulyje, apima pagrindinius pleistro dinamikos elementus.