Биогеоморфология и экогеоморфология изучают взаимодействие организмов и развитие рельефа и, таким образом, являются областями изучения в рамках геоморфологии и ихнологии . Организмы влияют на геоморфологические процессы различными способами. Например, деревья могут снижать вероятность оползней , когда их корни проникают в подстилающую породу , растения и их подстилка подавляют эрозию почвы , биохимические вещества, вырабатываемые растениями, ускоряют химическое выветривание коренной породы и реголита , а морские животные вызывают биоэрозию кораллов . Изучение взаимодействия морской биоты и процессов формирования прибрежного рельефа называется прибрежной биогеоморфологией .
Фитогеоморфология — это аспект биогеоморфологии, который занимается более узкой темой того, как рельеф влияет на рост растений. [1] В последние годы в литературе появилось большое количество статей, посвященных тому, как атрибуты рельефа влияют на рост и урожайность сельскохозяйственных культур на сельскохозяйственных полях, и хотя в них не используется термин фитогеоморфология, зависимости остаются теми же. Модели точного земледелия , в которых изменчивость сельскохозяйственных культур хотя бы частично определяется атрибутами рельефа, можно рассматривать как фитогеоморфологическое точное земледелие. [2]
Биогеоморфология — это междисциплинарное направление геоморфологии, которое использует исследовательские подходы как из геоморфологии, так и из экологии. Это поддисциплина геоморфологии. Биогеоморфологию можно синтезировать в два различных подхода:
1. Влияние геоморфологии на биоразнообразие и распространение флоры и фауны.
2. Влияние биотических факторов на развитие рельефа. [3]
Было проведено много работ по этим подходам, таким как: влияние, которое материнская порода оказывает на распределение растений, [3] увеличение осадков из-за притока транспирации , устойчивость склона холма из-за обилия растительности или увеличение седиментации из -за плотины бобров. Биогеоморфология показывает аксиоматическую связь между определенными процессами формирования земли и биотическими факторами. То есть, определенные геоморфологические процессы формируют биоту, а биотические факторы могут формировать процессы формирования земли. [4]
Самой ранней работой, связанной с биогеоморфологией, была книга Чарльза Дарвина 1881 года под названием «Формирование растительного плесени посредством действия червей» . [5] [6] Хотя область биогеоморфологии еще не была названа, работа Дарвина представляет собой самое раннее исследование фаунистического организма, влияющего на ландшафтный процесс и форму. [6] Чарльз Дарвин начинает свою работу о червях с изучения поведения и физиологии, которая затем переходит к темам, связанным с геоморфологией, педогенезом и биотурбацией. [5] [6] Наблюдения и измерения почвы, перемещаемой дождевыми червями, и акцент на роли дождевых червей в образовании гумуса, плодородии почв и смешивании почв были описаны в книге, которая начала менять точку зрения на дождевых червей с вредителей на критически важных агентов педогенеза. [5] [7] Несмотря на популярность последней работы Дарвина, научное сообщество не спешило признавать важность изучения роли организмов в воздействии на ландшафты. [7] [8]
Только в конце двадцатого века биогеоморфология начала привлекать внимание более чем горстки исследователей. [8]
Существует два подхода к исследованию в биогеоморфологии. Один из них — статистические и эмпирически полученные средства. Этот подход обычно используется в областях экологии и биологии . Подход заключается в том, чтобы просто использовать крупные репликационные исследования и выводить закономерности из статистических данных. [9] В то время как более геоморфологический исследовательский подход имеет тенденцию выводить закономерности с помощью теоретических знаний и подробных измерений множества факторов. [9] В свою очередь, это использует меньшие размеры выборки, чем в крупных репликационных исследованиях.
Существует несколько биогеоморфологических процессов. Биоэрозия — это выветривание и удаление абиотического материала посредством органических процессов. [10] Это может быть как пассивным, так и активным. Более того, биоэрозия — это химическое и/или механическое выветривание рельефа из-за органических средств. [3] Биозащита — это, по сути, эффект, который оказывают организмы на уменьшение действия геоморфологических процессов. Лучше всего это видно на примере водорослей, покрывающих поверхность скалы, которые действуют как буфер от эрозионной работы волн. Биоконструкция относится к биоконструкторам или инженерам экосистем. Инженеры экосистем — это организмы, которые строят насыпи, плотины, рифы и т. д. Более конкретно, это организмы, которые изменяют окружающую среду физически, напрямую или косвенно контролируя изобилие ресурсов, имеющихся в окружающей среде, доступной для организмов. [11]
Существует четыре основные темы, которые подчеркивают сложные системы в биогеоморфологии. [4] Первая из них — множественные потери. Множественные потери — это способ, которым откладывается биота. Более конкретно, множественные потери вызваны различными процессами. То есть, такими процессами, как пожары, наводнения и нестабильность склонов холмов, которые напрямую или косвенно определяют распределение флоры и, в свою очередь, фауны. [12] Инженеры экосистем — еще одна тема, лежащая в основе сложной системы биогеоморфологии. Эти организмы оказывают наиболее глубокое влияние на общую структуру экосистемы. [4] Некоторые из наиболее распространенных инженеров экосистем — дождевые черви. Дождевые черви помогают в производстве гумуса и увеличивают как аэрацию почвы, так и площадь для корней и корневых волосков. При большем пространстве для корней это может повысить устойчивость почвы. Еще одним ярким примером инженеров экосистем являются бобры. Бобры могут увеличивать седиментацию в канале, а также увеличивать скорость стока из-за сокращения растительного покрова, необходимого для строительства их плотин. [13] Экологическая топология — еще одна тема сложных систем в биогеоморфологии. Эта тема фокусируется на том, как биота меняется в зависимости от географического положения. [4] Эта экологическая топология контролируется концепцией, называемой доменом стабильности. Домен стабильности описывает взаимодействие набора видов и определенных абиотических факторов, которые действуют как среда для функции и структуры окружающей среды. [14] Последняя из четырех основных тем сложных систем в биогеоморфологии — это экологическая память. Экологическая память — это то, где определенные биотические и абиотические факторы имеют рекурсивную связь и, следовательно, могут быть закодированы в организмах и непосредственной окружающей среде. [4] Примером этого могут быть просто огнестойкие свойства коры прибрежных секвой из-за повторяемости пожаров.
Биогеоморфология и экогеоморфология могут помочь в оценке последствий глобального изменения климата. Это особенно заметно в прибрежных и эстуарных системах из-за: повышения уровня моря, повышения глобальной температуры, повышения температуры моря, более высокой частоты и интенсивности штормов и различного распределения осадков. [15] Биогеоморфология может описать некоторые последствия изменения климата из-за биокомплексности. Биокомплексность относится к сложному способу взаимодействия организмов с окружающей средой и его влиянию на биоразнообразие . [15] Используя статистические данные, можно вывести, как эти изменения окружающей среды повлияют на биоразнообразие различных трофических уровней и различных ключевых видов . [15]