環境勾配

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環境勾配、または気候勾配は、空間 (または時間) による非生物的 (非生物) 要因の変化です環境勾配は、高度、深さ、温度土壌湿度降水量などの要因に関連している可能性があります。多くの場合、多数の生物的(生きている) 要因がこれらの勾配に密接に関連しています。環境勾配の変化の結果として、種の存在量、個体群密度、形態一次生産性、捕食、および局所適応などの要因が影響を受ける可能性があります。[1]

定義された範囲 (ここではアフリカ) における年間平均降水量の変動は、環境勾配を構成する可能性があります。

非生物的影響

環境勾配に沿った種の分布は、種の存在データの大規模なデータベース ( GBIF など) のために集中的に研究されてきました。環境勾配を構成する非生物的要因は、生物の生存に直接影響を与える可能性があります。一般に、生物の分布はこれらの非生物的要因と結びついていますが、1 つの非生物的要因の環境勾配でさえ、種の分布がどのように見えるかについての洞察をもたらします。たとえば、土壌組成、温度、降水量などの景観の側面はすべて、植物種が占める可能性のある生息可能な領域の正確なアイデアに影響を与えます。これらの要因の 1 つに関する情報は、近接する種の分布を生成する環境勾配を形成するのに役立ちます。[2]同様に、川の上流から下流への勾配に沿って、魚の群集 (グループ) は種や特性の多様性が異なる場合があります。より高い標高にある傾向がある上流の生息地は、より大きな種と形質の多様性を発達させることが観察されています。標高の高い地域は気候変動の影響を最も強く受けており、これらの影響は影響を受ける地域での種の多様性の増加に関連しているため、これは保護活動のために生息地を優先する際の重要な考慮事項です。[3]ある生態系では、種の存在量は環境勾配に比べて比較的急速に変化します。

生物相互作用

環境勾配は、非生物的要因の徐々に変化する予測可能なパターンで構成されていますが、生物 - 生物的要因と生物 - 非生物的要因の両方の間に強い相互作用があります。たとえば、種の存在量は通常、多かれ少なかれ予測可能な方法で環境勾配に沿って変化します。ただし、環境勾配に沿った種の存在量は、勾配に関連する非生物的要因だけでなく、環境勾配に沿った競争や捕食などの生物的相互作用の変化によっても決定されます。[4] [5]

環境勾配に沿った局所適応

景観の大きさと集団間の遺伝子の流れに応じて、景観の両極端に生息する集団間で局所適応が生じる可能性があります。個体群間で直面する非生物的条件の両極と、均質化遺伝子流動の欠如は、2 つの個体群が区別できる条件を提示する可能性があります。[6]多くの場合、環境勾配全体でフィットネスまたは表現型の値を比較すると、データは反応基準に固定されますフレームワーク。このようにして、個人は特定の種の表現型の風景全体の変化を直接評価したり、環境勾配全体で種内の個体群の適応度と表現型を比較したりできます (特に相互移植研究を実行する場合)。

気候変動の影響

現在のモデルは、気候変動が激化するにつれて、特定の環境勾配が自然プロセスの変化率として影響を及ぼしたり、その中の種の分布や特性に影響を与えたりする可能性があると予測しています。[7] [8] [9]非生物的要因の相互関連性を考えると、1 つの勾配の長期的な乱れは、他の勾配に影響を与える可能性があります。

土壌特性

土壌呼吸、つ​​まり土壌が自然に二酸化炭素を大気中に放出するプロセスは、この例として機能します。土壌水分が制限されていない地域 (水分が呼吸プロセスの重要な部分である) では、土壌呼吸は気温の上昇とともに増加します。したがって、呼吸パターンは勾配を形成し、暖かい生態系ではより高い排出量が観察されます。同様に、降水量は呼吸と正の相関があります (水分が制限要因にならなくなるため)。したがって、それはそれ自体の勾配 (範囲全体の平均降水量) であるだけでなく、呼吸勾配とも関連し、それに影響を与えます。[10]

高度

高度勾配は、地球温暖化の影響による移動パターンを理解する上で重要な考慮事項です。気温が上昇するにつれて、温暖な気候に適応した樹木は日光にアクセスするために丘の上に移動するため、温帯または寒さに適応した樹木の個体数とそれらに適した生息地は縮小します. [11]

社会における環境勾配

福島第一原子力発電所事故の現場から放射能が拡散し、日本の本州に人為的な環境勾配が形成されました。

環境勾配は、範囲全体の環境要因の自然に発生する変動に限定されません。それらはまた、人間の活動と工業化によって作成されました。大気汚染は、重金属、放射線、殺虫剤などの環境毒素と同様に、発電所、工場、およびその他の汚染物質を排出する施設を含む地域の環境勾配として存在します。一般的に言えば、起源サイトからの距離が長くなるにつれて濃度が低下します。[12] [13] [14]起源地に近いことによる集団間のこれらの要素への曝露の違いは、環境正義の懸念としてこれらの勾配に関連する健康格差を挙げている環境および公衆衛生活動家の主要な関心事になっています。[15] [16]

も参照

参考文献

  1. ^ Floret, C.; ギャラン、MJ。LeFloc'h、E.; Orshan、G.; Romane、F.(1990)。「環境勾配に沿った成長形態と表現形態特性: 植生を研究するためのツール?」. 植生科学ジャーナル1 (1): 71–80。ドイ10.2307/3236055ISSN  1654-1103JSTOR  3236055 .
  2. ^ カークマン、LK。ミッチェル、RJ。ヘルトン、RC; ドリュー、MB (2001 年 11 月)。「火に依存する生態系における環境勾配全体の生産性と種の豊富さ」 . 植物学のアメリカジャーナル88 (11): 2119–2128. ドイ10.2307/3558437ISSN 0002-9122JSTOR 3558437 . PMID 21669643   
  3. ^ ブイッソン、レティシア; グルヌイエ、ガエル(2009)。「環境勾配に沿った河川魚群集に対する気候変動の対照的な影響」 . 多様性と分布15 (4): 613–626. ドイ: 10.1111/j.1472-4642.2009.00565.x . S2CID 86026682 . 
  4. ^ リドグレン、クヌート; オークランド、ルーン・ハルヴォルセン。オークランド、トンジェ (2003)。「環境勾配に沿った種の反応曲線。ノルウェー南東部の湿地林からの事例研究」 . 植生科学ジャーナル14 (6): 869–880. ドイ: 10.1111/j.1654-1103.2003.tb02220.x . ISSN 1654-1103 
  5. ^ Werner, Earl E.; McPeek、マーク A. (1994)。「環境勾配に沿った 2 つの無尾類種に対する捕食者の直接的および間接的な影響」 . エコロジー75 (5): 1368–1382。ドイ10.2307/1937461ISSN 0012-9658 . JSTOR 1937461 .  
  6. ^ ヘレフォード、ジョー。ウィン、アリス A. (2008)。「一年生植物ディオディア テレスの 6 つの個体群における局所適応の限界」 . 新しい植物学者178 (4): 888–896. ドイ: 10.1111/j.1469-8137.2008.02405.x . ISSN 1469-8137PMID 18384510  
  7. ^ パルディ、メリッサ I.; グラハム、ラッセル W. (2019)。「米国東部の環境勾配にわたる第四紀後期の小型哺乳類群集の変化」 . 第四国際530–531: 80–87。Bibcode : 2019QuInt.530...80P . ドイ: 10.1016/j.quaint.2018.05.041 . S2CID 134434800 . 
  8. ^ Wehn, Sølvi; Lundemo、Sverre。ホルテン、ジャール I. (2014)。「複数の環境勾配に沿った高山植生と気候変動の可能性のある結果」 . 高山植物学124 (2): 155–164. ドイ: 10.1007/s00035-014-0136-9 . ISSN 1664-2201 . S2CID 16764321 .  
  9. ^ ヘンリー、P.; マサチューセッツ州ラッセロ (2013)。「気候変動に敏感な哺乳動物における環境勾配に沿った適応発散」生態学と進化3 (11): 3906–3917。ドイ: 10.1002/ece3.776 . ISSN 2045-7758 . PMC 3810883 . PMID 24198948   
  10. ^ レイノルズ、ロリエン L.; ジョンソン、バートR。ファイファー・マイスター、ローレル。ブリッジハム、スコット D. (2015)。「太平洋岸北西部のプレーリーにおける気候変動に対する土壌呼吸反応は、地域的な地中海性気候勾配によって媒介される」 . グローバルチェンジバイオロジー21 (1): 487–500. ビブコード: 2015GCBio..21..487R . ドイ: 10.1111/gcb.12732 . ISSN 1354-1013PMID 25205511S2CID 205142081 .   
  11. ^ ルイス・ラブルデット、ディエゴ; Nogues-Bravo、David。Ollero、Helios Sáinz; シュミッツ、マリア・F。ピネダ、フランシスコ D. (2012)。「地中海山脈の森林組成は、気候変動の下で標高勾配全体に沿って変化すると予測されています: 気候変動下の森林ダイナミクス」 . 生物地理学のジャーナル39 (1): 162–176. ドイ: 10.1111/j.1365-2699.2011.02592.x . S2CID 82037043 . 
  12. ^ セメノバ、ユリヤ。ピヴィナ、リュドミラ。ジュヌソフ、イェルシン。Zhanaspayev、マラト。チルンボロ、サルヴァトーレ。Muzdubayeva、Zhanna。Bjørklund、Geir (2020)。「ウラン鉱山労働者に対する放射線関連の健康被害」 . 環境科学と公害研究27 (28): 34808–34822。ドイ: 10.1007/s11356-020-09590-7 . ISSN 0944-1344PMID 32638305S2CID 220398252 .   
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  16. ^ ラウリオラ、パオロ; クラッブ、ヘレン。Behbod、Behrooz; うん、ふゆえん; メディナ、シルビア。Semenza、Jan C.; ヴァルドゥラキス、ソティリス。カス、ダン。ゼカ、アリアナ。コーネリゼ、イルマ; アッシュワース、マシュー (2020-03-17). 「環境および公衆衛生の追跡によるグローバルヘルスの推進」 . 環境研究と公衆衛生の国際ジャーナル17 (6): 1976. doi : 10.3390/ijerph17061976 . ISSN 1660-4601PMC 7142667 . PMID 32192215