การรบกวนและความหลากหลายเชิงพื้นที่

ไฟไหม้ พายุ น้ำท่วม และการระบาดของโรคภัยไข้เจ็บ ล้วนเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ และเปลี่ยนแปลงพื้นที่ภูมิทัศน์ การรบกวนเหล่านี้ไม่เพียงแต่เป็นการทำลายล้าง แต่ยังเป็นพลังสร้างสรรค์ที่ก่อให้เกิดความหลากหลายเชิงพื้นที่ ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของความหลากหลายทางชีวภาพจำนวนมาก

Definition

การรบกวนและความหลากหลายเชิงพื้นที่คือการศึกษาเหตุการณ์ที่ไม่ต่อเนื่องที่รบกวนระบบนิเวศและกำจัดหรือทำลายสิ่งมีชีวิต และศึกษาว่าหย่อมพื้นที่ที่ถูกรบกวนและกำลังฟื้นตัวที่เกิดขึ้นนั้นสร้างและรักษาความแปรผันเชิงพื้นที่ทั่วทั้งภูมิทัศน์ได้อย่างไร

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมบทบาทของการรบกวนในการกำหนดรูปแบบเชิงพื้นที่: การจำแนกลักษณะของระบอบการรบกวนตามความถี่ ความรุนแรง ขนาด และความเสียหาย; พลวัตของหย่อมพื้นที่ที่ฟื้นตัวหลังจากการรบกวน; สมมติฐานการรบกวนระดับกลางและความสัมพันธ์ระหว่างการรบกวนกับความหลากหลาย; และวิธีการที่โมเสกที่เปลี่ยนแปลงไปของหย่อมพื้นที่ที่ถูกรบกวนและกำลังฟื้นตัวรักษาความหลากหลายทั่วทั้งภูมิทัศน์ภายใต้สภาวะธรรมชาติและสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป

Core questions

• ระบอบการรบกวนมีลักษณะเฉพาะและเปรียบเทียบกันอย่างไร?
• การรบกวนสร้างและรักษาความหลากหลายเชิงพื้นที่ได้อย่างไร?
• เหตุใดการรบกวนในระดับปานกลางจึงอาจเพิ่มความหลากหลายสูงสุด?
• ระบอบการรบกวนที่เปลี่ยนแปลงไปเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของโลกได้อย่างไร?

Key theories

ระบอบการรบกวนและพลวัตของหย่อมพื้นที่

ระบบนิเวศถูกกำหนดโดยระบอบการรบกวนที่เป็นลักษณะเฉพาะ และโมเสกของหย่อมพื้นที่ในระยะการฟื้นตัวที่แตกต่างกันที่เกิดขึ้นนั้นสร้างภูมิทัศน์ที่เปลี่ยนแปลงและมีความหลากหลาย แทนที่จะเป็นสภาวะที่มั่นคงเพียงอย่างเดียว

สมมติฐานการรบกวนระดับกลาง

Connell เสนอว่าความหลากหลายในท้องถิ่นจะสูงสุดที่ความถี่และความรุนแรงของการรบกวนระดับปานกลาง เนื่องจากความรบกวนที่บ่อยครั้งจะเอื้อประโยชน์เฉพาะผู้บุกเบิกเท่านั้น ในขณะที่ความรบกวนที่หายากจะทำให้ชนิดพันธุ์เด่นที่แข่งขันกันสามารถกีดกันชนิดอื่นได้

Mechanisms

ระบอบการรบกวนถูกอธิบายโดยขอบเขตเชิงพื้นที่ ความถี่ ความรุนแรง ความเสียหาย และฤดูกาลของเหตุการณ์ต่างๆ เช่น ไฟไหม้ ลมพัดต้นไม้ล้ม น้ำท่วม หรือการระบาดของศัตรูพืช แต่ละเหตุการณ์จะเปิดพื้นที่ว่างที่จากนั้นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงแทนที่ ดังนั้นภูมิทัศน์ที่อยู่ภายใต้การรบกวนซ้ำๆ จะกลายเป็นโมเสกที่เปลี่ยนแปลงไปของหย่อมพื้นที่ในระยะการเปลี่ยนแปลงแทนที่ที่แตกต่างกัน ภายใต้สมมติฐานการรบกวนระดับกลาง การหมุนเวียนนี้จะรักษาความหลากหลายโดยการป้องกันไม่ให้ชนิดพันธุ์เด่นที่แข่งขันกันผูกขาดพื้นที่ ในขณะที่ยังคงอนุญาตให้ชนิดพันธุ์ผู้บุกเบิกที่ช้ากว่าสามารถตั้งรกรากได้ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการใช้ที่ดินสามารถเปลี่ยนระบอบการรบกวนให้ออกนอกช่วงประวัติศาสตร์ จัดระเบียบรูปแบบภูมิทัศน์และชนิดพันธุ์ที่ขึ้นอยู่กับมันใหม่

Clinical relevance

ความเข้าใจเกี่ยวกับระบอบการรบกวนเป็นข้อมูลสำคัญสำหรับการจัดการไฟป่าและน้ำท่วม การป่าไม้ การบำรุงรักษาถิ่นที่อยู่ที่ขึ้นกับการรบกวน และการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงระบอบภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นี่คือบริบททางการศึกษา ไม่ใช่ข้อกำหนดในการจัดการ

History

การตระหนักว่าการรบกวนเป็นลักษณะปกติและเป็นโครงสร้างของระบบนิเวศได้ก่อตัวขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 ด้วยสมมติฐานการรบกวนระดับกลางของ Connell ในปี 1978 และการสังเคราะห์พลวัตของหย่อมพื้นที่โดย Pickett และ White ในปี 1985 หลังจากนั้น นิเวศวิทยาภูมิทัศน์ได้วางการรบกวนไว้เป็นศูนย์กลางของการสร้างและรักษาความหลากหลายเชิงพื้นที่

Debates

ความเป็นสากลของสมมติฐานการรบกวนระดับกลาง

แม้จะมีอิทธิพล แต่สมมติฐานการรบกวนระดับกลางก็ถูกวิพากษ์วิจารณ์ทั้งในเชิงทฤษฎีและเชิงประจักษ์ โดยมีการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างความหลากหลายกับการรบกวนในรูปแบบโค้งระฆังที่คาดการณ์ไว้นั้นห่างไกลจากความเป็นสากลและขึ้นอยู่กับกลไกและขนาด

Key figures

• Steward Pickett
• Joseph Connell
• Monica Turner

Seminal works

• pickett1985
• connell1978
• turner2015

Frequently asked questions

ระบอบการรบกวนคืออะไร?

ระบอบการรบกวนคือรูปแบบลักษณะเฉพาะของเหตุการณ์การรบกวนที่ส่งผลกระทบต่อพื้นที่ ซึ่งอธิบายโดยคุณลักษณะต่างๆ เช่น ความถี่ ขนาด ความรุนแรง และความเสียหายเมื่อเวลาผ่านไป

เหตุใดการรบกวนจึงสามารถเพิ่มความหลากหลายได้?

โดยการกำจัดชนิดพันธุ์เด่นที่แข่งขันกันเป็นระยะๆ และเปิดพื้นที่ว่าง การรบกวนจะช่วยให้ชนิดพันธุ์ที่มีความสามารถในการแข่งขันน้อยกว่าสามารถคงอยู่ได้ ดังนั้นภูมิทัศน์ที่มีการรบกวนซ้ำๆ จึงสามารถรองรับชนิดพันธุ์ได้มากกว่าภูมิทัศน์ที่ไม่ถูกรบกวน