Переходная зона между двумя биологическими сообществами
Экотон — это переходная зона между двумя биологическими сообществами, [1] где два сообщества встречаются и интегрируются. [2] Он может быть узким или широким, локальным (зона между полем и лесом) или региональным (переход между лесными и луговыми экосистемами ). [3] Экотон может выглядеть на земле как постепенное смешение двух сообществ на широкой территории или может проявляться как резкая пограничная линия.
Этимология
Слово экотон было придумано (и его этимология дана) в 1904 году в "Развитии и структуре растительности" (Линкольн, Небраска: Ботанический семинар) Фредерика Э. Клементса. Оно образовано как комбинация экологии плюс -тон , от греческого tonos или напряжение – другими словами, место, где экологии находятся в напряжении.
Функции
Есть несколько отличительных черт экотона. Во-первых, экотон может иметь резкий переход растительности с четкой линией между двумя сообществами. [4] Например, изменение цвета трав или растительной жизни может указывать на экотон. Во-вторых, изменение физиогномики (физического внешнего вида вида растений) может быть ключевым индикатором. Водоемы, такие как эстуарии, также могут иметь область перехода, и граница характеризуется разницей в высоте макрофитов или видов растений, присутствующих в этих областях, поскольку это различает доступность двух областей к свету. [5] Ученые изучают изменения цвета и изменения высоты растений. В-третьих, изменение вида может сигнализировать об экотоне. На одной или другой стороне экотона будут находиться определенные организмы.
Другие факторы могут иллюстрировать или скрывать экотон, например, миграция и установление новых растений. Они известны как пространственные массовые эффекты, которые заметны, потому что некоторые организмы не смогут сформировать самоподдерживающиеся популяции, если они пересекут экотон. Если разные виды могут выживать в обоих сообществах двух биомов, то считается, что экотон имеет видовое богатство ; экологи измеряют это при изучении пищевой цепи и успешности организмов. Наконец, обилие интродуцированных видов в экотоне может выявить тип биома или эффективность двух сообществ, разделяющих пространство. [6] Поскольку экотон — это зона, в которой интегрируются два сообщества, многим различным формам жизни приходится жить вместе и конкурировать за пространство. Следовательно, экотон может создать разнообразную экосистему.
Формирование
Изменения в физической среде могут привести к резкой границе, как в примере интерфейса между лесными массивами и расчищенными землями . В других местах будет обнаружена более постепенно смешанная область интерфейса, где виды из каждого сообщества будут встречаться вместе, а также уникальные местные виды. Горные хребты часто создают такие экотоны из-за большого разнообразия климатических условий, испытываемых на их склонах . Они также могут обеспечивать границу между видами из-за препятствующего характера их рельефа . Мон-Ванту во Франции является хорошим примером, отмечая границу между флорой и фауной северной и южной Франции . [7] Большинство водно-болотных угодий являются экотонами. Пространственное изменение экотонов часто формируется из-за нарушений, создавая участки, которые разделяют участки растительности. Различная интенсивность нарушений может вызвать оползни, сдвиги земли или перемещение осадков, которые могут создавать эти участки растительности и экотоны. [8]
Конкурирующие растения расширяются по одну сторону экотона настолько, насколько позволяет их способность поддерживать себя. За пределами этого берут верх конкуренты соседнего сообщества. В результате экотон представляет собой сдвиг в доминировании. Экотоны особенно важны для мобильных животных, поскольку они могут использовать более одного набора местообитаний на небольшом расстоянии. Экотон содержит не только виды, общие для сообществ по обе стороны; он может также включать ряд высокоадаптивных видов, которые имеют тенденцию колонизировать такие переходные области. [3] Явление увеличения разнообразия растений, а также животных на стыке сообществ называется краевым эффектом и по сути обусловлено локально более широким диапазоном подходящих условий окружающей среды или экологических ниш .
Экотоны и экоклины
Экотон часто ассоциируется с экоклином : «физической переходной зоной» между двумя системами. Концепции экотона и экоклина иногда путают: экоклин может сигнализировать об экотоне химически (например, градиент pH или солености ) или микроклиматически ( гидротермальный градиент) между двумя экосистемами.
В отличие:
экоклин — это изменение физико-химической среды, зависящее от одного или двух физико-химических факторов жизни, и, следовательно, присутствия/отсутствия определенных видов. [9] Экоклин может быть термоклином , хемоклином (химический градиент), галоклином (градиент солености) или пикноклином (изменения плотности воды, вызванные температурой или соленостью).
Переходы экоклина менее выражены (менее четкие), имеют более стабильные условия внутри, отсюда более высокое видовое богатство растений. [10]
экотон описывает вариацию распространенности видов и часто не зависит строго от основного физического фактора, разделяющего одну экосистему от другой, что приводит к изменчивости среды обитания. Экотон часто ненавязчив и его сложнее измерить.
экотон — это область, где взаимодействуют два сообщества. Экотоны можно легко определить по отчетливому изменению градиента почвы и состава почвы между двумя сообществами. [11]
Переходы между экотонами более четкие (отчетливые), условия менее стабильны, поэтому они имеют низкое видовое богатство. [10]
Примеры
Экотон Кра между 11° и 13° северной широты к северу от перешейка Кра , который соединяет Тайско-Малайский полуостров с материковой Азией , является примером экотона регионального масштаба. [12] Он отмечает переходную зону между влажным листопадным лесом в материковой части Юго-Восточной Азии биогеографического региона на севере и влажным сезонным диптерокарповым лесом в регионе Сундаленд на юге. [12] Было показано, что он является биогеографическим переходом между индокитайской и сундийской фаунами. [13] Было обнаружено, что около 152 видов птиц имеют северные или южные границы ареала между этими широтами. [13] Исследования популяционной генетики также показали, что экотон Кра является основным физическим барьером, ограничивающим поток генов у медоносных пчел Apis cerana и Apis dorsata и безжалых пчел Trigona collina и Trigona pagdeni . [14]
Линия Уоллеса, проходящая через пролив Ломбок между индонезийскими островами Бали и Ломбок, является фаунистической границей, которая отделяет Индомалайскую область от Уоллесии . [15] Она названа в честь Альфреда Рассела Уоллеса , который первым заметил резкую границу между двумя биомами в 1859 году. Биологи полагают, что именно глубина пролива Ломбок изолировала животных по обе стороны от друг друга. Однако было обнаружено, что некоторые нелетающие животные, такие как некоторые виды долгоносиков, в прошлом были вовлечены в несколько событий трансгрессии, в ходе которых виды с суши к востоку от линии Уоллеса перемещались на Бали. [16] Когда уровень моря упал во время ледникового периода плейстоцена , острова Бали, Ява и Суматра были соединены друг с другом и с материковой частью Азии . Они разделяли азиатскую фауну. Глубокие воды пролива Ломбок и архипелага Малые Зондские острова были изолированы от материковой части Азии. Вместо этого эти острова были колонизированы австралазийской фауной.
Экотон национального парка Мбам Джерем в Камеруне местами достигает 1000 км в ширину, и считается, что различия внутри видов являются предшественниками видообразования . [ 17]
^ Сенфт, Аманда (2009). Модели разнообразия видов в экотонах (PDF) . Университет Северной Каролины. Архивировано из оригинала (магистерская диссертация) 2011-09-30 . Получено 2011-01-07 .
^ Перл, Соломон Элдра; Берг, Линда Р.; Мартин, Диана В. (2011). Биология . Белмонт, Калифорния: Brooks/Cole.[ нужна страница ]
^ ab Smith, Robert Leo (1974). Экология и полевая биология (2-е изд.). Harper & Row. стр. 251. ISBN978-0-06-500976-7.
↑ Редакторы Encyclopædia Britannica. «Ecotone». Encyclopædia Britannica , Encyclopædia Britannica, inc., 23 января 2012 г., www.britannica.com/science/ecotone.
^ Janauer, GA (1997). «Макрофиты, гидрология и водные экотоны: экологическое исследование с поддержкой ГИС». Водная ботаника . 58 (3–4): 379–91. doi :10.1016/S0304-3770(97)00047-8.
^ Уокер, Сьюзен; Уилсон, Дж. Бастоу; Стил, Джон Б.; Рапсон, GL; Смит, Бенджамин; Кинг, Уоррен МакГ; Коттам, Иветт Х. (2003). «Свойства экотонов: доказательства из пяти экотонов, объективно определенных из градиента прибрежной растительности». Журнал науки о растительности . 14 (4): 579–90. doi : 10.1111/j.1654-1103.2003.tb02185.x .
^ Кубиш, П.; Лейшнер, К.; Конерс, Х.; Грубер, А.; Хертель, Д. (2017). «Обилие и динамика тонких корней кедра кедрового (Pinus cembra) на альпийской границе леса не ухудшаются при самозатенении». Front Plant Sci . 8 : 602. doi : 10.3389/fpls.2017.00602 . PMC 5395556. PMID 28469633 .
^ Swanson, FJ; Wondzell, SM; Grant, GE (1992). "Landforms, Disturbance, and Ecotones" (PDF) . Ландшафтные границы . Экологические исследования. 92 : 304–323. doi :10.1007/978-1-4612-2804-2_15. ISBN978-1-4612-7677-7. Получено 11 ноября 2022 г. .
^ Maarel, Eddy (1990). «Экотоны и экоклины различаются». Journal of Vegetation Science . 1 (1): 135–8. doi :10.2307/3236065. JSTOR 3236065.
^ ab Backeus, Ingvar (1993). «Экотон против экоклина: зональность и динамика растительности вокруг небольшого водохранилища в Танзании». Журнал биогеографии . 20 (2): 209–18. doi :10.2307/2845672. JSTOR 2845672.
^ Браунштейн, Г.; Джонс, К.; Флетчер, А.; Притчард, Д.; Эрскин, П. Д. (2015). «Экотоны как индикаторы: пограничные свойства в переходных зонах водно-болотных угодий и лесных массивов». Community Ecology . 16 (2): 235–43. doi : 10.1556/168.2015.16.2.11 .
^ ab Smith, Deborah R (2011). "Азиатские медоносные пчелы и митохондриальная ДНК". Медоносные пчелы Азии . стр. 69–93. doi :10.1007/978-3-642-16422-4_4. ISBN978-3-642-16421-7.
^ ab Хьюз, Дженнифер Б.; Раунд, Филип Д.; Вудрафф, Дэвид С. (2003). «Индокитайско-сундийский фаунистический переход на перешейке Кра: анализ распределения видов местных лесных птиц». Журнал биогеографии . 30 (4): 569–80. doi :10.1046/j.1365-2699.2003.00847.x. S2CID 55953315.
^ Теерааписаккун, М; Клинбунга, С; Ситтипранид, С. (2010). «Разработка видоводиагностического маркера и его применение для популяционно-генетических исследований безжаловой пчелы Trigona collina в Таиланде». Генетика и молекулярные исследования . 9 (2): 919–30. дои : 10.4238/vol9-2gmr775 . ПМИД 20486087.
^ Танцлер, Р.; Туссен, Э. Ф. А.; Сухардджоно, Й. Р.; Балке, М.; Ридель, А. (2014). «Множественные трансгрессии линии Уоллеса объясняют разнообразие бескрылых долгоносиков Trigonopterus на Бали». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 281 (1782): 20132528. doi :10.1098/rspb.2013.2528. PMC 3973253. PMID 24648218 .
^ Стив Надис (11 июня 2016 г.). «Жизнь на грани». New Scientist .
Внешние ссылки
Найдите значение слова «экотон» в Викисловаре, бесплатном словаре.