擾乱(生態)

ウィキペディアから、無料の百科事典
ナビゲーションにジャンプ 検索にジャンプ
南アフリカの山脈の未燃(左)側と燃えた(右)側を比較すると、火災の乱れがはっきりとわかります。ベルドの生態系は、このような定期的な火災の乱れに依存して、それ自体を活性化させます。

生態系では撹乱は環境条件の一時的な変化であり、生態系に顕著な変化を引き起こします。外乱はしばしば迅速かつ大きな効果をもたらし、生物的および非生物的要素の物理的構造または配置を変更します。撹乱はまた、長期間にわたって発生する可能性があり、生態系内 の生物多様性に影響を与える可能性があります。

主な生態系の乱れには、火災洪水暴風雨昆虫の 発生踏みつけなどがあります。地震、さまざまな種類の火山噴火津波暴風雨影響イベント気候変動、皆伐、森林伐採、侵入種の導入など、環境に対する人間の影響の壊滅的な影響人為的障害)[1]主要な障害と見なすことができます。

侵入種は生態系に深刻な影響を与える可能性があるだけでなく、自然に発生する種もその行動によって混乱を引き起こす可能性があります。擾乱力は生態系に深刻な即時の影響を与える可能性があり、したがって、自然界を大きく変える可能性があります。これらと個体群への影響のために、妨害は支配の将来の変化を決定し、さまざまな種がそれらの生活史の特徴と関連する生命体が時間とともに示されるにつれて連続的に支配的になります。[2]

基準

自然擾乱が発生する条件は、主に気候、天候、場所に影響されます。[1]たとえば、米国南東部のダイオウマツの生態系など、雷や可燃性バイオマスの発生率が高い地域では、自然火災の乱れがより頻繁に発生します。[3]状態はサイクルの一部として発生することが多く、外乱は周期的である可能性があります。人間、侵入種、衝突イベントなどによって引き起こされるその他の障害は、どこでも発生する可能性があり、必ずしも周期的であるとは限りません。絶滅の渦複数の妨害または単一の妨害のより高い頻度をもたらす可能性があります。混乱の直後、宇宙や他の資源をめぐる競争がほとんどない状況下で、採用または再成長の脈動があります。最初のパルスの後、個々の植物が確立されると、移動するのが非常に難しいため、加入は遅くなります。[2]さまざまな形態の擾乱のために、これは擾乱を利用して生態系内に多様性を生み出す生物に直接影響を与えます。

スケールに依存する関係は生態学に遍在しているため、空間スケールは自然界への撹乱の影響を調整します。[4]たとえば、種子散布草食性は、火傷の端からの距離とともに減少する可能性があります。その結果、大規模な火災の内部領域の植物群落は、小規模な火災の植物群落とは異なる反応を示します。[5]擾乱の種類は生態系によって異なりますが、生物は分散能力と移動能力 が異なるため、空間規模は生態系の相互作用とコミュニティの回復に影響を与える可能性があります。

周期的擾乱

ドイツ、ウィトゲンシュタインの嵐キリルの被害。

多くの場合、擾乱が自然に発生すると、擾乱前の生物よりもさまざまな種の成功に有利な条件が提供されます。これは、生態系の生物的および非生物的条件の物理的変化に起因する可能性があります。このため、外乱力は、即時の影響が持続する期間よりも大幅に長い間、生態系を変化させる可能性があります。擾乱後の時間の経過とともに、優勢の変化が起こり、一時的な草本の生命体が、より背の高い多年生草本、低木、樹木で次第に覆われるようになります。[2]しかしながら、さらなる擾乱力がない場合、多くの生態系は擾乱前の状態に戻る傾向があります。長命の種と彼ら自身の大人の存在下で再生することができるものは最終的に優勢になります。[2]このような変化は、時間の経過に伴うさまざまな種の存在量の変化を伴い、生態遷移と呼ばれます。継承はしばしば、生態系を再び混乱させやすくする条件につながります。

北米西部の松林は、昆虫の発生を伴うそのようなサイクルの良い例を提供します。アメリカマツノキクイムシDendroctonus ponderosae )は、北アメリカ西部の森林にあるロッジポールパインのような松の木を制限する上で重要な役割を果たしています。2004年には、カブトムシは90,000平方キロメートル以上に影響を及ぼしました。カブトムシは、流行期と流行期に存在します。流行の段階では、カブトムシの群れが多数の古い松を殺します。この死亡率は、新しい植生のために森に開口部を作ります。[6]カブトムシの影響を受けないトウヒ、モミ、および若い松は、天蓋の開口部で繁栄します。最終的に松は林冠に成長し、失われたものを置き換えます。若い松はしばしばカブトムシの攻撃を防ぐことができますが、年をとるにつれて、松は活力がなくなり、侵入を受けやすくなります。[7]この死と再成長のサイクルは、森の中に松の一時的なモザイクを作成します。[8]同様のサイクルは、火災や暴風などの他の障害に関連して発生します。

複数の外乱イベントが同じ場所にすばやく連続して影響を与える場合、これはしばしば「複合外乱」を引き起こします。これは、力の組み合わせにより、その部分の合計以上の新しい状況を作成します。たとえば、暴風とそれに続く火災は、深刻な山火事でさえ予想されない火災の温度と期間を生み出す可能性があり、火災後の遷移に驚くべき影響を与える可能性があります。[9] 環境ストレス極端な気温や降水量の変化などの複合変数を伴う環境への圧力として説明することができます。これらはすべて、生態系の多様性と遷移に役割を果たします。環境の緩和により、多様性は中規模擾乱効果により増加し、競争相手排除効果により減少し、中程度の捕食による競争相手排除の防止により増加し、重度の捕食による獲物の局所的絶滅により減少します。[10]加入密度の低下は、与えられたレベルの環境ストレスに対する競争の重要性を低下させます。[10]

外乱に適応した種

2007年7月25日、ギリシャザキントス島で山火事が発生しました。

外乱は森林を大きく変えるかもしれません。その後、林床にはしばしば死んだ物質が散らばっています。この腐敗物質と豊富な日光は、豊富な新しい成長を促進します。山火事の場合、以前に植物バイオマスに保持されていた栄養素の一部は、バイオマスが燃焼するにつれてすぐに土壌に戻されます。多くの植物や動物は、妨害状態の恩恵を受けています。[11] いくつかの種は、最近乱された場所を利用するのに特に適しています。急速な成長の可能性がある植生は、競争の欠如をすぐに利用することができます。アメリカ合衆国北東部では、ピンチェリー[12]アスペンなどの日陰に強い木があります。火事や暴風(または人間の妨害)によって生じた森林の隙間をすばやく埋めます。シルバーメープルとスズカケノキも同様に氾濫原によく適応しています。それらは、溜まった水に対して非常に耐性があり、他の種が定期的に一掃される氾濫原を頻繁に支配します。

木が吹き飛ばされると、通常、隙間は小さな草本ので埋められますが、常にそうであるとは限りません。倒れた木からの芽は成長し、ギャップを引き継ぐことができます。[13]発芽能力は植物個体群に大きな影響を与える可能性があり、通常は樹木の倒れギャップを利用していたであろう植物個体群は暴走し、倒れた木の芽と競争することはできません。擾乱への種の適応は種特異的ですが、各生物がどのように適応するかは、周囲のすべての種に影響を及ぼします。

特定の撹乱によく適応する別の種は、冠火にさらされた北方林のバンクスマツですそれらは、他のいくつかのマツ種と同様に、火によって生成された十分な熱でのみ種子を開いて分散させる特殊なセロチン質の円錐形を持っています。その結果、この種は、火事によって競争が激化した地域でしばしば優勢になります。[14]

擾乱サイトを利用するのによく適応している種は、パイオニアまたは初期の継承種と呼ばれます。これらの日陰不耐性の種は、高速で光合成することができ、その結果、急速に成長します。それらの急速な成長は通常、短い寿命によってバランスが取れています。さらに、これらの種はしばしば撹乱の直後に優勢になりますが、後で日陰耐性のある種と競争することはできず、連続してこれらの種に取って代わられます。しかし、これらの変化は、より背の高い長命の形態のコミュニティへの漸進的な参入を反映していない可能性がありますが、代わりに、存在していた可能性があるが、妨害の直後には目立たない種の漸進的な出現と支配を反映しています。[2]撹乱はまた、非在来植物の侵入の重要な促進因子であることが示されています。[15]

植物は妨害に直接対処しなければなりませんが、多くの動物はそれらの影響をすぐには受けません。ほとんどの人は火事をうまく回避することができ、その後、林床での豊富な新しい成長で多くの人が繁栄します。新しい条件は、より多様な植物をサポートし、多くの場合、撹乱前の植生と比較して栄養素が豊富です。植物は今度はさまざまな野生生物を支え、森林の生物多様性を一時的に高めます。[11]

重要性

生物多様性は自然の乱れに依存しています。すべての分類学的グループからの幅広い種の成功は、火災、洪水、暴風などの自然の乱れイベントと密接に関係しています。一例として、多くの日陰不耐性の植物種は、確立を成功させ、競争を制限するために妨害に依存しています。この永続的な間伐がなければ、森林植物相の多様性が低下し、それらの植物に依存する動物にも影響を与える可能性があります。

この撹乱の役割の良い例は、米国西部のポンデローサマツPinus ponderosa )の森林であり、そこでは表面火災が頻繁に既存の植生を薄くし、新しい成長を可能にします。火が抑えられると、日陰に強い種であるダグラスファーPesudotsuga menziesii )が最終的に松に取って代わります。樹冠が密集しているダグラスファーは、林床に到達する日光の量を厳しく制限します。十分な光がなければ、新しい成長は厳しく制限されます。表層植物の多様性が減少するにつれて、それらに依存する動物種も減少します。この場合、火は直接影響を受ける種だけでなく、生存がそれらの重要な植物に依存する他の多くの生物にとっても重要です。[16]

過酷な環境では、そのような条件に対して日和見主義的で非常に耐性のある種を除くすべての種が不耐性であるため、多様性は低くなります。[10]擾乱とこれらの生物学的プロセスとの相互作用は、自然群集の組織と空間的パターンの大部分を占めているようです。[17] 擾乱の変動性と種の多様性は密接に関連しており、その結果、生存に必要な植物の適応度を高めるのに役立つ適応が必要です。

も参照してください

参考文献

  1. ^ a b Dale、V。; ジョイス、L。; McNulty、S。; ニールソン、R。; エアーズ、M。; フラニガン、M。; ハンソン、P。; アイルランド、L。; ルーゴ、A。; ピーターソン、C。; シンバーロフ、D。; スワンソン、F。; 株式、B。; Wotton、B。(2001年9月)。「気候変動と森林の乱れ」 (PDF)バイオサイエンス51(9):723–734。土井10.1641 / 0006-3568(2001)051 [0723:CCAFD] 2.0.CO; 2hdl1808/16608
  2. ^ a b c d e ノーベル、I。「再発性の擾乱を受ける植物群落の連続的な変化を予測するための重要な属性の使用」。 {{cite journal}}引用ジャーナルには|journal=ヘルプ)が必要です
  3. ^ F.、Noss、Reed。フロリダと南東海岸平野の火災生態学ゲインズビル。ISBN 9780813052199OCLC1035947633 _
  4. ^ Romme、W。; エバーハム、E。; フレリッヒ、LE; マサチューセッツ州モリッツ; Sparks、RE(1998)。「大きくてまれな障害は、小さくて頻繁な障害とは質的に異なりますか?」エコシステム1(6):524–534。土井10.1007 / s100219900048S2CID2200051_ 
  5. ^ メイソン、DS; マサチューセッツ州ラシュリー(2021年)。「規定された火災体制における空間規模:米国南東部からの例を用いた保全における十分に研究されていない側面」火災生態学17(1):1–14。土井10.1186 / s42408-020-00087-9
  6. ^ モック、KE; ベンツ、BJ; オニール、EM; チョン、JP; Orwin、J。; Pfrender、ME(2007)。「森林発生種であるアメリカマツノキクイムシ(Dendroctonusponderosae)の景観規模の遺伝的変異」。分子生態学16(3):553–568。土井10.1111 /j.1365-294x.2006.03158.xPMID17257113_ S2CID788881_  
  7. ^ ハム、DL; Hertel、GD(1984)。「都市環境におけるサザンパインビートルの総合的病害虫管理」。樹芸ジャーナル10(10):279–282。
  8. ^ 森林慣行委員会。2007.マウンテンパインビートル攻撃から25年後のロッジポールパインスタンド構造。「アーカイブされたコピー」(PDF)2008-10-29にオリジナル(PDF)からアーカイブされました。2007年5月12日取得 {{cite web}}:CS1 maint:タイトルとしてアーカイブされたコピー(リンク
  9. ^ ブマ、B。; ウェスマン、カリフォルニア(2011)。「外乱の相互作用は、森林の回復力メカニズムに影響を与える可能性があります」エコスフィア2(5):art64。土井10.1890 /ES11-00038.1
  10. ^ a b c Menge、A(1987)。「コミュニティ規制:環境ストレスと加入に関連した妨害、競争、捕食の変動」。アメリカンナチュラリスト130(5):730–757。土井10.1086 / 284741JSTOR2461716_ S2CID85409686_  
  11. ^ a b Pringle、L。1979.自然の火:森林におけるその生態学。ウィリアムモローアンドカンパニー、ニューヨーク。27-29。
  12. ^ マークス、PL(1974)。「北部広葉樹生態系の安定性の維持におけるピンチェリー(Prunuspensylvanica)の役割」生態学的モノグラフ44(1):73–88。土井10.2307 / 1942319JSTOR1942319_ 
  13. ^ ボンド、J(2001)。「木本植物における発芽の生態学:持続性のニッチ」。エコロジー&エボリューションのトレンド16(1):45–51。土井10.1016 / s0169-5347(00)02033-4PMID11146144_ 
  14. ^ Schwilk、D。; アッカーリー、D。(2001)。「戦略としての可燃性とセロチニー:松の相関進化」。オイコス94(2):326–336。土井10.1034 /j.1600-0706.2001.940213.x
  15. ^ Lembrechts、Jonas J。; ポシャール、アニバル; レノワール、ジョナサン; Nuñez、MartínA。; ジェロン、チャーリー; ヴェン、アルネ; ブラボー-モナステリオ、パブロ; テネブ、エルネスト; Nijs、Ivan; ミルバウ、アン(2016-11-21)。「撹乱は、寒冷環境での植物の侵入の鍵です」国立科学アカデミーの議事録113(49):14061–14066。土井10.1073 /pnas.1608980113ISSN0027-8424_ PMC5150417_ PMID27872292_   
  16. ^ Pringle、L。1979.自然の火:森林におけるその生態学。ウィリアムモローアンドカンパニー、ニューヨーク。22-25。
  17. ^ Sousa、W(1984)。「自然界における擾乱の役割」。生態学と分類学の年次レビュー15:353–391。土井10.1146 /annurev.es.15.110184.002033

外部リンク