Почвы полога, также известные как древесные почвы, существуют в областях полога в лесах, где ветви, щели или некоторые другие физические объекты на дереве могут накапливать органическое вещество , такое как листья или мелкие ветки. В конце концов, это органическое вещество превращается в некое подобие почвы и может достигать глубины 30 см в некоторых тропических лесах с умеренным климатом . [1] Эпифитымогут пустить корни в этой тонкой почве, что ускоряет развитие почвы за счет добавления органических материалов и физического разрушения материала своей корневой системой. Обычные эпифиты в почвах полога в тропических лесах умеренного пояса включают мхи, папоротники и лишайники. Эпифиты на деревьях в умеренной зоне часто встречаются повсеместно и могут покрывать целые деревья. На некоторых деревьях-хозяевах содержится до 6,5 тонн сухой массы эпифитной биомассы, что может равняться более чем 4-кратной массе собственной листвы. [2]Такое массовое присутствие означает, что необходимо лучше понять их динамику, чтобы полностью понять динамику лесов. Питательные вещества, которые накапливаются в почвах полога, могут затем использоваться эпифитами, которые растут в них, и даже деревом, в котором почва полога накапливается за счет роста корней полога. Это хранилище позволяет питательным веществам более тесно циркулировать в экосистеме и предотвращает вымывание питательных веществ из системы.
Разработка
При оценке характеристик развивающейся почвы под пологом учитывается множество факторов. Типы растительного материала, который накапливается на почвах полога, могут сильно влиять на развивающиеся условия, включая pH, влажность, содержание питательных веществ и доступность питательных веществ для почвы [1] . Кроме того, количество времени является важным фактором при рассмотрении вопроса о развитии почвы под пологом. Более старые навесы могут накапливать больше материала и создавать более глубокую почву. В почве органический материал будет далее разлагаться в более старой почве для полога и будет иметь меньше волокнистого материала, чем в более молодой почве для полога. Возможно, более интуитивно понятно, что высота, на которой начинает накапливаться органический материал, также может значительно повлиять на развитие почв полога. Почвы под пологом, расположенные выше в пологе леса, будут больше подвержены воздействию элементов, что приведет к более высокому воздействию солнечного света и ветра, что может привести к резкому изменению доступной влажности почвы. Большинство эпифитов имеют очень мелкую корневую систему, которая в первую очередь служит средством прикрепления к своему дереву-хозяину. Следовательно, неглубокие корневые системы делают зависимые от влажности эпифиты более чувствительными к этим изменениям содержания влаги и подвержены риску высыхания. Напротив, почвы для полога, образующиеся ниже в пологе, с большей вероятностью будут защищены от более резких колебаний освещенности и влажности. Кроме того, почвы нижнего полога также имеют больше шансов накапливать органическое вещество, которое падает с более высоких соседних деревьев или из более высоких областей дерева, в которых находится почва полога. Это позволяет этим почвам с более низким пологом накапливать больше органических веществ и питательных веществ, что позволяет им быть более продуктивными. Организмы, населяющие почву, значительно влияют на развитие и время оборота питательных веществ, и то же самое справедливо для почв полога. Макроорганизмы, такие как клещи и личинки, могут потреблять органический материал и расщеплять его через пищеварительный тракт, способствуя перемешиванию и формированию почвы. Микроорганизмы, такие как бактерии или грибы, по существу служат одной и той же цели, но используют разные пути разложения. Присутствие этих организмов имеет решающее значение для поддержания круговорота питательных веществ в почве и делает доступными питательные вещества, необходимые для роста эпифитов и микроэкосистем. Микроорганизм сообщество находится в пологих почвах было обнаружено , различны, но похоже на сообщества в почве подлеска. [3] Обычно бактериальные сообщества из упавшего эпифитного материала быстро замещаются сообществами бактерий лесной подстилки, хотя и не полностью. Кроме того, когда ветви дерева-хозяина, содержащего почвы полога, были отделены от хозяина, можно измерить сдвиг в бактериальном сообществе в почве. Это указывает на то, что сообщества, содержащиеся в пологе, в некоторой степени полагаются на дерево-хозяин.
Классификация
Почвы полога классифицируются как гистозоли [2] , которые состоят в основном из органического материала. Хотя они различаются по глубине, почвы полога обычно имеют на самом верху гемический слой, состоящий в основном из неразложившегося мха сфагнума . Их природа и история делают почвы несколько простыми и почти всегда лишенными каких-либо минеральных компонентов.
Распространение и эволюция
Сосудистые эпифиты в общей сложности составляют около 9% всех сосудистых растений в мире, но гораздо чаще встречаются в тропических регионах. [4] Это недостаточное представление разнообразия сосудистых эпифитов до сих пор обсуждается, но, вероятно, связано с несколькими абиотическими факторами, включая более низкие температуры, доступность влаги и ледниковую историю. Распределение эпифитов в Северном и Южном полушариях крайне асимметрично. [5] Умеренные зоны в Южном полушарии имеют гораздо большее изобилие сосудистых эпифитов, чем в Северном полушарии, и они сохраняются дальше в более полярных широтах. Это говорит о том, что абиотические факторы, такие как температура, гораздо менее важны, чем ледниковая история региона. Во время последнего ледникового максимума [3] , примерно 27 000 лет назад, большая часть территории, которая сейчас занята тропическими лесами умеренного пояса в северном полушарии, была покрыта обширными ледяными щитами, уничтожившими все живое. В отличие от этого, тропические леса умеренного пояса в Южном полушарии оставались в основном свободными ото льда. Это различие дало существенное преимущество экосистемам Южного полушария и позволило гораздо большему количеству видов облигатных сосудистых эпифитов развиться и занять определенную нишу. Тесная связь, которую сосудистые эпифиты имеют с формированием почв полога, означает, что распределение почв полога следует параллельному паттерну распределения, так как паттерн роста и затухания эпифитного роста способствует формированию почв полога. Присутствие определенных типов эпифитов можно рассматривать как инженеров экосистемы из-за их способности формировать новые почвы полога в верхнем ярусе леса. Например, Fascicularia bicolor - это вид эпифитов в тропических лесах умеренного климата Южной Америки, принадлежащий к группе, известной как эпифиты для мусорных корзин. Эти особи образуют обширные маты, которые захватывают падающее органическое вещество и накапливают его, способствуя формированию почв для полога. Наличие этих матов регулирует температуру и влажность окружающего полога и изменяет видовое разнообразие эпифитного роста, что должно классифицировать их как инженеров экосистемы [6]
Рекомендации
- ^ Теджо Харистой, Камила; Забовски, Дарлин; Надкарни, Налини (30 мая 2014 г.). «Почвы полога ситкинской ели и крупнолистного клена в водоразделе реки Куитс, Вашингтон». Резюме журнала Американского общества почвоведения - Материалы конференции по лесным почвам Северной Америки . 78 : 118–124.
- ^ Надкарни, Налини (1984). «Биомасса и минеральный капитал эпифитов в сообществе Acer macrophyllum умеренного влажного хвойного леса, полуостров Олимпик, штат Вашингтон». Канадский журнал ботаники . 62 : 2223–2228.
- ^ Дэнджерфилд, Коди Р .; Надкарни, Налини М .; Бразелтон, Уильям (6 сентября 2017 г.). «Бактериальные сообщества почвы навеса изменены в результате отрубания ветвей деревьев-хозяев». PeerJ Жизнь и окружающая среда .
- ^ Хобет, Винсент; Вайхгребе, Тициан; Зац, Герхард (1 июня 2019 г.). «Случайный эпифитизм в горах Гарца, Центральная Европа». Журнал науки о растительности .
- ^ Зоц, Герхард (15 марта 2004 г.). «Сосудистые эпифиты умеренных зон - обзор». Экология растений . 176 : 173–173.
- ^ Ортега-Солисак, Габриэль; Диас, Иван; Мелладо-Мансилла, Даниэла; Теллок, Франсиско; Морено, Рикардо; Теджо, Камила (15 сентября 2017 г.). «Экосистемная инженерия Fascicularia bicolor в пологе южноамериканского тропического леса с умеренным климатом». Экология и управление лесами . 400 : 417–428.