补丁动力学
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补丁动力是什么?
之间的区别是什么补丁和补丁动力学的马赛克?
州可以一块补丁存在于动态吗?
的一个例子是什么补丁在水生生态系统动力学?
如何用于管理补丁动力学的栖息地?
在补丁动力学有用的保护方式是什么?
补丁动力学,在生态理论方法假定,结构,功能,动力学生态系统可以被理解和预测分析的更小的互动空间组件(补丁)。除了它的重要性作为一个理论方法,补丁动力学可用于指的是随着时间的推移发生变化的空间格局生态系统组件。
补丁动力学的概念是基于生态系统的观测空间多元化,它们包含了多样化的且分布不均的混合生物和野生动物异质性的跨尺度的发生时间和空间。生态干扰,如洪水,火灾,爆发疾病,负责大部分的动态空间异质性;他们破坏了连续性的生物群落通过减少人口和消除物种小范围的景观和为其他物种创造条件。因此,生态系统可以被认为是马赛克补丁。补丁以多种方式不同,包括大小、形状、作文景观、自然历史、持续时间,和边界特征。因此,磁通,而不是平衡,是一个补丁动力学研究的主要重点。
补丁的历史动态
补丁动力学的想法至少要追溯到1940年代,当植物生态学家研究植被的结构和动态的交互式补丁。在1970年代,美国生态学家西蒙·a·莱文和美国动物学家罗伯特·t·潘恩开发模式和动力学的数学理论来描述一个潮间带社区一片马赛克创建并维护的潮汐紊乱。接下来的十年,年底补丁动力学在生态学成为占主导地位的角度来看,取代了平衡模式,已越来越受到质疑。(平衡范式提出一个生态系统扰动的干扰最终会回到安静的状态,只要干扰不是太强或太损害)。补丁动力学也与理论概念上的联系异质种群由美国数学生态学家理查德·莱文和其他人在1970年代,和岛屿生物地理学理论由美国生态学家罗伯特·麦克阿瑟和美国生物学家威尔逊在1960年代。(原理论提出的集体交互活动的几个不同的但人口驱动生态物种的命运,而后者理论认为:岛屿均较大,位于接近大陆往往比小,那里有更多的物种岛屿。)
生态应用程序
补丁在人口动力学被应用最广泛,生物群落、生态系统和景观尺度。一个森林例如,可以看作是一个完整的生态系统,是由差距在森林里树冠和集群的树不同年龄的,从过去的干扰。各种扰动频繁发生在森林;例如,树冠树(树的皇冠是大树冠)的一部分可能会被连根拔起或者折断强劲风(风倒),或者他们可能死于疾病或减少由人类。当创建一个开放canopy-such当华盖树休息,死了,或删除光、降水、和其他资源可以到达森林地面。这个事件启动森林继承规模小,导致更换植物物种宽容的初始间隙条件物种越来越林分或taller-growing。换句话说,通过竞争和变薄,一个树最终将主导开幕式和成为树冠的树,因此森林的动态变化可以理解的个人之间的差距更大的树木和它们的交互系统。
其他生态系统也同样参差不齐。一个草原是马赛克补丁可能由火、放牧、或吗异构的分布土壤资源,例如水和其他营养素。个人灌木通常不规则地分布在沙漠,他们陷阱土壤和水形成“生育岛屿。“一个河也是一个不完整的系统池,浅滩,沙洲。在海洋环境的空间分布浮游植物和浮游动物一直记录。
规模的作用
风景和地区是由组织不同的陆地和水生生态系统的相互作用。不同斑块之间的生态动力学在这些广泛的尺度通常是由地貌(地形),气候,周围土地利用变化和面积调查或单独的包含一个补丁从另一个。在地区范围内,地形、水文和土壤模式,以及生物交互(例如,竞争,捕食和放牧),成为重要的动力学原因和司机。自然和人为干扰,尤其重要的补丁动力学的概念,因为他们开车在所有尺度斑块的形成和动态。
风景可能被视为空间异构的地理区域或补丁马赛克。风景可能一样大区域流域包含森林、草原、河流、湖泊、农田和城市地区,也可以小如部分当地的生态系统空间分布影响一些生态过程的兴趣。因此,生物体或生态研究的过程作为研究对象通常定义空间景观的规模。例如,当调查草本植物的空间模式如何影响甲虫的运动在一个草原,一个100平方米(1076平方英尺)的情节足以作为研究区。可能需要数百平方公里的风景,然而,评估土地利用和覆盖模式如何影响多样性和种群动态鸟物种。因此,景观往往等级结构马赛克不同的栖息地和土地使用,补丁动力学发生在多个尺度下研究被称为分层补丁动力学。虽然补丁动力学的概念时拒绝稳态平衡的概念生态稳定,它承认存在的生态稳定性的改变马赛克稳态(整个景观的生态动力学仍相当稳定,而在个人的层面上补丁构成景观波动)。
保护影响
补丁动力学至少有三个实用影响。首先,突出作用补丁动态扰动的概念意味着操纵扰动政权(干扰)的时空模式可以是生态系统管理的有效方法,特别是对于保护和生态修复。例如,在管理的生态系统,模仿自然创造的动力和条件干扰(如火灾和在草原放牧)是必要的长期保护和恢复生态系统。
第二,补丁动力学表明,保护生物多样性的概念或恢复和管理成功的生态系统,生态过程(如养分循环)生态系统恢复力(生态系统扰动能吸收的数量没有改变其基本结构和功能)优先级在目标端点和平衡态的保护。换句话说,保护和恢复方法基于补丁动力学比方法更灵活的概念寻求目标端点。策略基于目标端点,设想作为拥有一个特定的物种,常常是不适当的,因为人口数量和物种组成随时间波动在一个生态系统。此外,平衡态,产于高潮社区(继承已停止),很少存在大的生态系统和景观的水平。
第三,分层补丁动力学表明,模式和流程操作多个尺度,因此,保护,生态修复,和生态系统管理人员必须考虑因素超出了目标补丁,和风景上下文生态系统所在是不容忽视的。这种观点基本上要求景观生态系统保护和管理方法,而不是传统的species-centred或单一生态系统的方法。尽管一些项目动态显式地声明补丁作为指导原则,景观的方法,已越来越多地使用自1980年代末以来在全球生态系统保护和管理工作,包含补丁动力学的基本要素。
建国吴