Rối loạn và Dị thể Không gian

Các trận cháy rừng, bão, lũ lụt và dịch bệnh liên tục thiết lập lại các mảng cảnh quan, và sự rối loạn này không chỉ mang tính phá hủy mà còn là một lực lượng sáng tạo tạo ra sự dị thể không gian mà phần lớn đa dạng sinh học phụ thuộc vào đó.

Definition

Rối loạn và dị thể không gian là nghiên cứu về các sự kiện rời rạc làm gián đoạn hệ sinh thái và loại bỏ hoặc làm hỏng các sinh vật, và về cách các mảng vá kết quả của các khu vực bị rối loạn và đang phục hồi tạo ra và duy trì sự biến đổi không gian trên các cảnh quan.

Scope

Chủ đề này bao gồm vai trò của rối loạn trong việc định hình mô hình không gian: đặc điểm của các chế độ rối loạn theo tần suất, cường độ, quy mô và mức độ nghiêm trọng; động lực học mảng phục hồi sau rối loạn; giả thuyết rối loạn trung gian và mối quan hệ rối loạn-đa dạng; và cách các khảm dịch chuyển của các mảng bị rối loạn và đang phục hồi duy trì sự dị thể trên các cảnh quan trong điều kiện tự nhiên và thay đổi.

Core questions

• Các chế độ rối loạn được đặc trưng và so sánh như thế nào?
• Rối loạn tạo ra và duy trì sự dị thể không gian như thế nào?
• Tại sao mức độ rối loạn trung gian có thể tối đa hóa đa dạng?
• Các chế độ rối loạn thay đổi làm thay đổi cảnh quan như thế nào dưới sự biến đổi toàn cầu?

Key theories

Các chế độ rối loạn và động lực học mảng

Các hệ sinh thái được định hình bởi các chế độ rối loạn đặc trưng, và khảm các mảng ở các giai đoạn phục hồi khác nhau tạo ra một cảnh quan dịch chuyển, dị thể thay vì một trạng thái ổn định duy nhất.

Giả thuyết rối loạn trung gian

Connell đề xuất rằng đa dạng cục bộ cao nhất ở tần suất và cường độ rối loạn trung bình, bởi vì rối loạn thường xuyên chỉ ưu tiên các loài định cư trong khi rối loạn hiếm khi cho phép các loài cạnh tranh ưu thế loại trừ các loài khác.

Mechanisms

Một chế độ rối loạn được mô tả bởi phạm vi không gian, tần suất, cường độ, mức độ nghiêm trọng và tính thời vụ của các sự kiện như cháy rừng, đổ cây do gió, lũ lụt hoặc bùng phát dịch hại. Mỗi sự kiện mở ra các mảng sau đó trải qua quá trình kế tiếp, do đó một cảnh quan chịu rối loạn lặp đi lặp lại trở thành một khảm dịch chuyển của các mảng ở các giai đoạn kế tiếp khác nhau. Theo giả thuyết rối loạn trung gian, sự thay đổi này duy trì đa dạng bằng cách ngăn chặn các loài cạnh tranh ưu thế độc chiếm không gian trong khi vẫn cho phép các loài định cư chậm hơn thiết lập. Biến đổi khí hậu và sử dụng đất có thể làm thay đổi các chế độ rối loạn vượt ra ngoài phạm vi lịch sử của chúng, tổ chức lại mô hình cảnh quan và các loài phụ thuộc vào nó.

Clinical relevance

Hiểu biết về các chế độ rối loạn cung cấp thông tin cho việc quản lý cháy rừng và lũ lụt, lâm nghiệp, duy trì các môi trường sống phụ thuộc vào rối loạn và dự đoán các thay đổi chế độ dưới biến đổi khí hậu. Đây là bối cảnh giáo dục, không phải là quy định quản lý.

History

Sự công nhận rằng rối loạn là một đặc điểm bình thường và có cấu trúc của hệ sinh thái đã được hình thành rõ nét vào những năm 1970 và 1980, với giả thuyết rối loạn trung gian năm 1978 của Connell và tổng hợp động lực học mảng năm 1985 của Pickett và White. Sinh thái học cảnh quan sau đó đã đặt rối loạn vào trung tâm của cách sự dị thể không gian được tạo ra và duy trì.

Debates

Tính tổng quát của giả thuyết rối loạn trung gian

Mặc dù có ảnh hưởng, giả thuyết rối loạn trung gian đã bị chỉ trích trên cơ sở lý thuyết và thực nghiệm, với các phân tích cho thấy mối quan hệ đa dạng-rối loạn hình gù được dự đoán còn lâu mới mang tính phổ quát và phụ thuộc vào cơ chế và quy mô.

Key figures

• Steward Pickett
• Joseph Connell
• Monica Turner

Seminal works

• pickett1985
• connell1978
• turner2015

Frequently asked questions

Chế độ rối loạn là gì?

Chế độ rối loạn là mô hình đặc trưng của các sự kiện rối loạn ảnh hưởng đến một khu vực, được mô tả bằng các thuộc tính như tần suất, quy mô, cường độ và mức độ nghiêm trọng của chúng theo thời gian.

Tại sao rối loạn có thể làm tăng đa dạng?

Bằng cách định kỳ loại bỏ các loài cạnh tranh ưu thế và mở ra không gian, rối loạn cho phép các loài ít cạnh tranh hơn tồn tại, do đó một cảnh quan có rối loạn lặp đi lặp lại có thể chứa nhiều loài hơn một cảnh quan không bị rối loạn.