Краевые эффекты - Edge effects

В экология, краевые эффекты изменения в численность населения или же сообщество структуры, которые возникают на границе двух или более среда обитания.[1] Участки с небольшими фрагменты среды обитания проявляют особенно выраженные краевые эффекты, которые могут распространяться на весь диапазон. По мере увеличения краевых эффектов граничная среда обитания позволяет больше биоразнообразие.

Края возникают там, где встречаются два или более типа среды обитания, как здесь, в Пенсильвания, Соединенные Штаты.

Типы

  • Присущие - природные 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 четко определяемых местообитаний в зависимости от их физических условий и растительности, а между ними существует большая переходная область.
  • Запутанный - граница нелинейная.
  • Перфорированный - граница имеет промежутки, в которых находятся другие места обитания.

Высота также может создавать границы между пятнами.[2]

Биоразнообразие

Условия окружающей среды позволяют некоторым видам растений и животных заселять среду обитания. границы. Растения, которые колонизируют, обычно непереносимый оттенком и устойчив к засушливым условиям, Такие как кусты и лозы. Обычно колонизируют те животные, которым требуется две или более среды обитания, например, белохвостые и мул олень, лось, кролики, 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 общинами, могут создавать полосы движения вдоль границ, что, в свою очередь, увеличивает свет, достигающий растений вдоль полос, и способствует основное производство. 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 т. Д. трофические уровни.

В случае широких и / или заросших границ некоторые виды могут быть ограничены одной стороной границы, несмотря на то, что они могут населять другую. Иногда краевые эффекты приводят к абиотический и биотические условия, 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 несходной 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, например: хищничество,[4] выводковый паразитизм, конкуренция, травоядный, и биотический опыление и распространение семян[5]

Человеческие эффекты

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

Примеры

Когда края разделяют любые естественный экосистема и территория за границей представляют 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 общин известна как краевой эффект... Общеизвестно, что плотность певчих птиц выше в поместьях, университетских городках и подобных местах ... по сравнению с участками однородного леса. ' В лесу, где прилегающая земля вырублена, образуя границу между открытым участком и лесом, Солнечный свет и ветер проникают в гораздо большей степени, высушивая внутреннюю часть лес близко к краю и поощряя рост оппортунистических разновидность там. Температура воздуха, дефицит давления пара, влажность почвы, интенсивность света и уровни фотосинтетически активная радиация (PAR) все меняются по краям.

Тропический лес Амазонки

Одно исследование показало, что количество Бассейн Амазонки область, измененная краевыми эффектами, превышала очищенную область.[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 увеличению предыстория рост. Увеличенный нижний рассказ биомасса обеспечивает топливо, которое позволяет пастбищным пожарам распространяться в лесах. Увеличение частоты 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 инвазивные виды. Общий эффект этих фрагментарных процессов состоит в том, что все фрагменты леса теряют естественную биоразнообразие в зависимости от размера и формы фрагмента, изолированности от других участков леса и матрицы леса.[7]

Северная Америка

Количество опушка леса сейчас на порядки больше в Соединенные Штаты чем когда Европейцы сначала начал заселяться Северная Америка. Некоторые виды извлекли выгоду из этого факта, например, коричневая коровья птица, который является выводок паразита это закладывает яйца в гнезда из певчие птицы гнездится в лесу у границы леса. Другой пример вида, извлекающего выгоду из разрастания опушек леса, - это Ядовитый плющ.

Наоборот, Стрекозы есть комары, но у них больше проблем, чем у комаров, выживших на окраинах человеческого жилья. Таким образом, на тропах и пешеходных маршрутах возле населенных пунктов часто бывает больше комаров, чем в местах обитания в глубоких лесах. Травы, черника, цветущая смородина и непереносимый оттенком деревья, такие как Дуглас-пихта все процветают в краевых средах обитания.

В случае освоенных земель по соседству с дикими землями, проблемы с инвазивная экзотика часто результат. Такие виды, как кудзу, Жимолость японская и многоцветковая роза нанесли ущерб естественным экосистемам. Благоприятно, что открытые участки и края предоставляют места для процветающих видов там, где больше света и растительности, близкой к земле. Особенно полезны олени и лоси[нужна цитата ] поскольку их основной рацион состоит из травы и кустарников, которые растут только по краям лесных массивов.

Влияние на преемственность

Краевые эффекты также применяются к преемственность, когда растительность не проигрывает конкурентам, а распространяется. 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

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

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

Краевой эффект в сканирующая электронная микроскопия 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 уйти только близко к 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.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Левин, Саймон А. (2009). Принстонское руководство по экологии. Издательство Принстонского университета. п.780.
  2. ^ Smith, T.M .; Смит, Р.Л. (2009). «Элементы экологии»: 391–411. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  3. ^ «Экотон». 2011. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  4. ^ Valentine, E.C .; Apol, C.A .; Проппе, Д.С. (2019). «Хищничество искусственных птичьих гнезд выше в лесах, граничащих с небольшими антропогенными разрезами». Ибис. 161 (3): 662–673. Дои:10.1111 / ibi.12662.
  5. ^ Мурсия, К. (1995). «Краевые эффекты в фрагментированных лесах: последствия для сохранения» (PDF). Дерево. 20 (2): 58–62. Дои:10.1016 / S0169-5347 (00) 88977-6. PMID  21236953.
  6. ^ Сколе, Д. Л .; К. Такер (1994). «Вырубка тропических лесов и фрагментация утраты среды обитания в Амазонии: спутниковые данные с 1978-1988 гг.». Наука. 260 (5116): 1905–1910. Дои:10.1126 / science.260.5116.1905. HDL: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 (связь)

внешняя ссылка