Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В экологии , краевые эффекты изменения в численности населения или общественных структур , которые возникают на границе двух или более мест обитания . [1] Участки с небольшими фрагментами среды обитания демонстрируют особенно выраженные краевые эффекты, которые могут распространяться по всему ареалу. По мере усиления краевых эффектов граничная среда обитания способствует большему биоразнообразию .

Края возникают там, где соприкасаются два или более типа среды обитания, как здесь, в Пенсильвании , США.

Типы [ править ]

  • Присущие - естественные особенности стабилизируют положение границы.
  • Индуцированные - временные стихийные бедствия (например, пожар или наводнение) или деятельность, связанная с деятельностью человека, границы которой со временем изменяются сукцессионно.
  • Узкий - одно место обитания резко заканчивается и начинается другое (например, сельскохозяйственное поле).
  • Широкий ( экотон ) - большое расстояние разделяет границы двух четко и чисто определяемых сред обитания, основанных на их физических условиях и растительности, а между ними существует большая переходная область.
  • Запутанный - граница нелинейная.
  • Перфорированный - на границе есть промежутки, в которых находятся другие места обитания.

Высота также может создавать границы между пятнами. [2]

Биоразнообразие [ править ]

Условия окружающей среды позволяют некоторым видам растений и животных колонизировать границы среды обитания . Колонизирующие растения, как правило, не переносят тени и терпимы к засушливым условиям , таким как кустарники и виноградные лозы . Обычно колонизируют те животные, которым требуется две или более среды обитания, например, белохвостый олень и олень , лось , кролики с черным хвостом , голубые сойки и малиновки. [3]Некоторые животные перемещаются между местами обитания, тогда как краевые виды ограничены краями. Более крупные участки включают больше особей и, следовательно, увеличивают биоразнообразие. Ширина патча также влияет на разнообразие: краевой патч должен быть более выраженным, чем просто резкая граница, чтобы создавать градиенты краевых эффектов.

Животные, перемещающиеся между сообществами, могут создавать полосы движения вдоль границ, что, в свою очередь, увеличивает свет, попадающий на растения вдоль полос, и способствует первичному производству . Чем больше света достигает растений, тем больше растет их количество и размер. Увеличение первичной продукции может увеличить количество травоядных насекомых, за которыми последуют гнездящиеся птицы и так далее до трофических уровней .

В случае широких и / или заросших границ некоторые виды могут быть ограничены одной стороной границы, несмотря на возможность обитания на другой стороне. Иногда краевые эффекты приводят к абиотическим и биотическим условиям, которые уменьшают естественную изменчивость и угрожают исходной экосистеме. Вредные краевые эффекты также наблюдаются в физических и химических условиях пограничных видов. Например, удобрения с сельскохозяйственных полей могут проникнуть в прилегающий лес и загрязнить среду обитания. Можно резюмировать три фактора, влияющих на края:

  • Абиотический эффект - изменения условий окружающей среды в результате близости к структурно непохожей матрице.
  • Прямые биологические эффекты - изменения в численности и распределении видов, непосредственно вызванные физическими условиями вблизи границы.
  • Косвенные биологические эффекты, которые включают изменения во взаимодействиях видов, такие как хищничество , [4] паразитизм расплода , конкуренция, травоядность , биотическое опыление и распространение семян [5]

Человеческие эффекты [ править ]

Человеческая деятельность создает преимущества благодаря развитию и сельскому хозяйству. Часто изменения наносят ущерб как размеру среды обитания, так и видам. Примеры антропогенного воздействия:

  • Введение инвазивных / экзотических средств
  • Повышенная интенсивность и частота пожаров
  • Животные-компаньоны (домашние животные), выступающие в роли хищников и конкурентов
  • Тропы
  • Загрязнение , эрозия
  • Утрата мест обитания кормов
  • Фрагментация среды обитания

Примеры [ править ]

Когда края разделяют любую природную экосистему, а территория за пределами границы представляет собой нарушенную или неестественную систему, естественная экосистема может быть серьезно затронута на некотором расстоянии от края. В 1971 году Одум писал: «Тенденция к увеличению разнообразия и разнообразия на стыках сообществ известна как краевой эффект ... Общеизвестно, что плотность певчих птиц выше в поместьях, университетских городках и подобных местах ... по сравнению с участки единого леса. '. В лесу, где прилегающая земля вырублена, образуя границу между открытым небом и лесом, солнечный свет и ветер проникают в гораздо большей степени, высушивая внутреннюю часть леса близко к краю и способствуя росту оппортунистическихвидов есть. Температура воздуха, дефицит давления пара , влажность почвы , интенсивность света и уровни фотосинтетически активной радиации (ФАР) изменяются по краям.

Тропический лес Амазонки [ править ]

Одно исследование показало, что площадь бассейна Амазонки, измененная краевыми эффектами, превышала площадь, которая была расчищена. [6] «В исследованиях фрагментов лесов Амазонки, микроклиматические эффекты были очевидны на глубине до 100 м (330 футов) в глубь леса». [7] Чем меньше размер фрагмента, тем он более восприимчив к пожарам, распространяющимся с близлежащих возделываемых полей. Лесные пожары чаще возникают вблизи опушек из-за повышенной доступности света, что приводит к усилению высыхания и росту подлеска . Повышенная биомасса подлескаобеспечивает топливо, которое позволяет пастбищным пожарам распространяться в лесах. Возросшая частота пожаров с 1990-х годов является одним из крайних эффектов, которые медленно трансформируют леса Амазонки. Изменения температуры, влажности и уровня освещенности способствуют вторжению нелесных видов, в том числе инвазивных видов . Общий эффект этих фрагментарных процессов заключается в том, что все фрагменты леса имеют тенденцию к утрате естественного биоразнообразия в зависимости от размера и формы фрагментов, изолированности от других лесных территорий и лесной матрицы. [7]

Северная Америка [ править ]

Количество опушек леса сейчас в Соединенных Штатах на несколько порядков больше, чем когда европейцы впервые начали заселять Северную Америку . Некоторые виды выиграли от этого факта, например, коричневый возглавляемые Коуберд , который является гнездовым паразитом , который откладывает свои яйца в гнезда из певчих гнездящихся в лесу вблизи границы леса. Другой пример вида, которому разрастается опушка леса, - это ядовитый плющ . [8]

И наоборот, стрекозы поедают комаров , но у них больше проблем, чем у комаров, выживших на окраинах человеческого жилья. Таким образом, на тропах и в пешеходных зонах возле населенных пунктов часто бывает больше комаров, чем в местах обитания в глубоких лесах. Травы , черника , цветущая смородина и деревья с непереносимостью тени, такие как пихта Дугласа , прекрасно растут в краевых средах обитания.

В случае освоенных земель рядом с дикими землями часто возникают проблемы с инвазивной экзотикой . Такие виды, как кудзу , японская жимолость и многоцветковая роза , нанесли ущерб природным экосистемам. Выгодно, что открытые участки и края предоставляют места для процветающих видов там, где больше света и растительности, близкой к земле. Олени и лоси пользу особенно [ править ] , как их основной рацион является то , что травы и кустарников , которые встречаются только по краям лесных массивов.

Влияние на преемственность [ править ]

Краевые эффекты также применяются к сукцессии , когда растительность распространяется, а не проигрывает конкурентам. Различные виды подходят либо к краям, либо к центральным участкам среды обитания, что приводит к различному распространению. Края также различаются в зависимости от ориентации: края на севере или юге получают меньше или больше солнечного света, чем на противоположной стороне (в зависимости от полушария и выпуклого или вогнутого рельефа), создавая различные узоры растительности.

Другое использование [ править ]

Явление увеличения разнообразия растений, а также животных на стыке сообществ ( экотон ) также называется краевым эффектом и, в основном, связано с более широким спектром подходящих условий окружающей среды или экологических ниш на местном уровне.

Краевые эффекты в биологических анализах относятся к артефактам в данных, которые вызваны положением лунок на планшете для скрининга, а не биологическим эффектом. [ необходима цитата ]

Краевой эффект в сканирующей электронной микроскопии - это явление, при котором количество вторичных и / или обратно рассеянных электронов, которые покидают образец и достигают детектора, больше на краю, чем на поверхности. Объем взаимодействия распространяется далеко под поверхностью, но вторичные электроны могут вылетать только вблизи поверхности (обычно около 10 нм, хотя это зависит от материала). Однако, когда электронный луч попадает в область, близкую к краю, электроны, которые генерируются ниже точки удара, которая находится близко к краю, но которая находится намного ниже поверхности, могут вместо этого уйти через вертикальную поверхность. [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Экотон
  • Фрагментация среды обитания
  • Ландшафтная экология
  • Рудеральные виды
  • Пространственная экология
  • Лесной край

Ссылки [ править ]

  1. ^ Левин, Саймон А. (2009). Принстонское руководство по экологии . Издательство Принстонского университета. п. 780 .
  2. ^ Смит, TM; Смит, Р.Л. (2009). «Элементы экологии»: 391–411. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  3. ^ «Экотон» . 2011 г. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  4. ^ Валентин, ЕС; Апол, Калифорния; Проппе, DS (2019). «Хищничество искусственных птичьих гнезд выше в лесах, окаймляющих небольшие антропогенные проемы». Ибис . 161 (3): 662–673. DOI : 10.1111 / ibi.12662 .
  5. Перейти ↑ Murcia, C. (1995). «Краевые эффекты в фрагментированных лесах: последствия для сохранения» (PDF) . Дерево . 20 (2): 58–62. DOI : 10.1016 / S0169-5347 (00) 88977-6 . PMID 21236953 .  
  6. ^ Сколе, DL; К. Такер (1994). «Вырубка тропических лесов и фрагментация утраты среды обитания в Амазонии: спутниковые данные с 1978-1988 гг.». Наука . 260 (5116): 1905–1910. DOI : 10.1126 / science.260.5116.1905 . ЛВП : 10535/3304 . PMID 17836720 . S2CID 12853752 .  
  7. ^ а б Корлетт, Ричард, Т; Ричард Б. Примак (2011). Тропические дождевые леса - экологическое и биогеографическое сравнение (второе изд.). John Wiley & Sons Ltd, Атриум, Southern Fate, Чичестер, Западный Суссекс, PO19 8SQ: Wiley-Blackwell. С. 266–267. ISBN 978-1-4443-3254-4.CS1 maint: location ( ссылка )
  8. ^ Фрейвер, Шон (1994). «Реакция растительности вдоль градиентов от края до внутренней в смешанных лесах из твердых пород древесины в бассейне реки Роанок, Северная Каролина» . Биология сохранения . 8 (3): 822–832. DOI : 10.1046 / j.1523-1739.1994.08030822.x . ISSN 1523-1739 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Уменьшение краевых эффектов в биологических анализах