Végétation

La végétation est une limite générale pendant la flore d'une région ; elle se rapporte à la couverture au sol fournie par les usines et est, de loin, l'élément biotique le plus abondant de la biosphère . La végétation limite ne fait pas, par elle-même, n'impliquer n'importe quoi concernant la composition en espèces, les formes de vie, la structure, l'ampleur spatiale ou aucune autre caractéristique botanique ou géographique spécifique. Elle est plus large que la flore de de limite qui se réfère exclusivement à la composition en espèces. Peut-être le synonyme le plus étroit est la communauté d'usine de , mais la végétation de peut, et fait souvent, se rapporter à un éventail de balances spatiales. Les forêts primitives de séquoia, stands côtiers de palétuvier, marais de sphagnum, croûtes de sol de désert, pièces rapportées d'herbe de bord de la route, champs de blé, ont cultivé des jardins et des pelouses ; sont tous entourés par la végétation limite.

Importance

La végétation remplit plusieurs fonctions critiques dans la biosphère , à toutes les balances spatiales possibles. D'abord, la végétation règle l'écoulement de nombreux cycles biogéochimiques (voir la biogéochimie ), le plus en critique de ceux de l'eau, de carbone, et d'azote ; elle est également de grande importance dans local et global cycles des bilans énergétiques de de tels sont importants non seulement pour les modèles globaux de la végétation mais également pour ceux du climat. En second lieu, la végétation affecte fortement les caractéristiques de sol, y compris le volume de sol, la chimie et la texture, qui alimentent de nouveau à de diverses caractéristiques vegetational d'affect, y compris la productivité et la structure. Troisièmement, la végétation sert d'habitat de faune et de source d'énergie à la vaste rangée d'espèces animales sur la planète (et, finalement, à ceux qui alimentent sur ces derniers). La végétation est également en critique importante pour l'économie mondiale, en particulier dans l'utilisation des combustibles fossiles comme source d'énergie, mais également dans la production globale de la nourriture, du bois, du carburant et d'autres matériaux. Peut-être d'une manière plus importante, et la végétation souvent donnée sur et globale (communautés d'algues y compris) a été la source primaire de l'oxygène dans l'atmosphère, permettant aux systèmes aérobies du métabolisme d'évoluer et persister. Pour finir, la végétation est le psychologiquement important pour les humains, avec qui a évolué en contact direct, et la dépendance dessus, la végétation, pour la nourriture, l'abri, et la médecine.

Classification

Une grande partie du travail sur la classification de végétation vient des écologistes européens et nord-américains, et ils ont des approches fondamentalement différentes. En Amérique du Nord, des types de végétation sont basés sur une combinaison des critères suivants : le modèle de climat, l'habitus de la plante , le Phenology et/ou la croissance forment, et des espèces dominantes. Dans la norme courante des USA (adoptée par le Comité géographique fédéral (FGDC) de données de , et à l'origine développée par UNESCO et la garde de nature), la classification est le hiérarchique et incorpore les critères non-floristiques (plus général) aux cinq niveaux supérieurs et des critères floristiques limités seulement (plus détail) aux deux niveaux plus bas. En Europe, la classification se fonde souvent beaucoup plus fortement, parfois entièrement, sur seule la composition floristique (en espèces), sans référence explicite aux formes de climat, de phenology ou de croissance. Elle empahsizes souvent les espèces d'indicateur ou de diagnostic qui séparent un type des autres.

Les gens disent que dans la norme du FGDC des Etats-Unis, les niveaux de hiérarchie, de plus général à plus spécifique, sont : système de , classe, sous-classe, groupe, formation, alliance, et association de . Le niveau le plus bas, ou l'association, est ainsi le plus avec précision définie, et des incoporates les noms des une à trois espèces dominantes (habituellement de deux) du type. Un exemple d'un type de végétation défini au niveau de la classe pourrait être " ; Forêt de , couverture de verrière > " de 60% ; ; au niveau d'une formation comme " ; Hiver-pluie de , feuillu, à feuilles persistantes, sclérophylle, " de la forêt de fermé-verrière ; ; au niveau de l'alliance comme " ; Forest" du menziesii d'Arbutus de ; ; et au niveau de l'association comme " ; Forest" du densiflora de menziesii-Lithocarpus d'Arbutus de ; , se rapportant aux forêts Pacifiques de madrone-tanoak qui se produisent en à la Californie et à l'Orégon, les Etats-Unis. Dans la pratique, les niveaux de l'alliance et/ou l'association sont les plus employés souvent, en particulier en végétation traçant, juste comme le binôme latin est le plus employé souvent dedans discutant des espèces particulières dans la taxonomie et en général la communication.

Structure

Une caractéristique primaire de végétation est sa structure tridimensionnelle, parfois désignée sous le nom de sa physiognomie de , ou architecture. La plupart des personnes ont un arrangement de cette idée par leur connaissance des limites comme le " ; jungle" ; , " ; woods" ; , " ; prairie" ; ou " ; meadow" ; ; ces limites créent une image mentale derrière de ce qu'une telle végétation ressemble. Ainsi, les prés sont les forêts tropicales herbeuses et ouvertes, tropicales sont denses, grand et foncé, les savannahs ont des arbres pointiller un paysage, etc.

Évidemment, une forêt a une structure très différente qu'un désert ou une pelouse d'arrière-cour. Les écologistes de végétation distinguent la structure aux niveaux d'analyse détaillés beaucoup que ceci, mais le principe est identique. Ainsi, les différents types de forêts peuvent avoir les structures très différentes ; les forêts tropicales tropicales sont très différentes des forêts de conifère boréal, qui diffèrent des forêts à feuilles caduques tempérées. Prairies indigènes le Dakota du Sud, en Arizona, et l'Indiana sont visiblement différent entre eux, bas chaparal d'altitude diffère de celui aux altitudes élevées, etc.

La structure est déterminée par une combinaison de interaction des facteurs environnementaux et historiques, et la composition en espèces. Elle est caractérisée principalement par les distributions horizontales et verticales de la biomasse , en particulier biomasse de d'usine du feuillage . Les distributions horizontales se rapportent au modèle de l'espacement des tiges d'usine au sol. Des usines peuvent être très uniformément espacées, comme dans une plantation d'arbre, ou être très non-uniformly espacées, comme dans beaucoup de forêts dans le terrain rocheux et montagneux, où les secteurs de la densité d'arbre de ciel et terre alternent selon le modèle spatial du sol et des variables climatiques. Trois larges catégories de l'espacement sont identifiées : uniforme, aléatoire et groupé en masse compacte. Celles-ci correspondent directement à la variation prévue de la distance entre les endroits aléatoirement choisis et l'usine la plus étroite à de tels endroits. Des distributions verticales de la biomasse sont déterminées par la productivité inhérente d'un secteur, le potentiel de taille des espèces dominantes, et la présence/absence des espèces tolérantes de l'ombre dans la flore. Les Communautés avec les productivités élevées et dans ce qu'au moins les espèces tolérantes d'un arbre d'ombre est présente, ont des niveaux élevés de biomasse en raison de leurs densités élevées de feuillage dans toute une grande distance verticale.

Bien que cette discussion porte sur la biomasse, il est difficile de mesurer dans la pratique. Les écologistes mesurent ainsi souvent un substitut, la couverture de d'usine, qui est définie comme pourcentage de la superficie au sol qui a la biomasse d'usine (particulièrement feuillage) verticalement au-dessus de elle. Si la distribution verticale du feuillage est divisée en couches définies de taille, la couverture peut être estimée pour chaque couche, et toute la valeur de couverture peut donc être plus de 100 ; autrement les valeurs s'étendent de zéro à 100. La mesure est conçue d'être une rugueuse, mais utile, approximation de biomasse.

Dans quelques types de végétation, la distribution souterraine de la biomasse peut également distinguer différents types. Ainsi un gazon - la formation de la prairie a un système plus continu et plus relié de racine, alors qu'une communauté de Bunchgrass est beaucoup moins ainsi, avec plus d'espaces ouverts entre les usines (cependant souvent pas aussi énergiques que les ouvertures ou les espacements dans la partie de surface de la communauté, puisque des systèmes de racine généralement moins sont contraints dans leurs modèles de croissance horizontal que sont les pousses). Cependant, l'architecture souterraine est tellement plus longue pour mesurer, que la structure de végétation est presque toujours décrite dans le rapport avec les parties de surface de la communauté.

Dynamique

Comme tous les systèmes biologiques, les communautés d'usine sont temporellement et dans l'espace dynamique ; elles changent à toutes les balances possibles. Le dynamisme en végétation est défini principalement en tant que changements de l'un ou l'autre ou de tous les deux composition d'espèces et structure de végétation.

Dynamique temporelle

Temporellement, un grand nombre de processus ou d'événements peuvent causer le changement, mais dans l'intéret de la simplicité ils peuvent être classés par catégorie rudement comme brusques ou progressifs. Des changements brusques désigné généralement sous le nom des perturbations que ceux-ci incluent des choses comme vents des feux de forêt les hauts, les avalanches de des inondations des éboulements et semblable. Leurs causes sont habituellement externes ( exogène) à la communauté--elles sont des processus normaux se produisant (la plupart du temps) indépendamment des processus normaux de la communauté (tels que la germination, la croissance, la mort, etc. De tels événements peuvent changer la structure de végétation et la composition en espèces très rapidement et pendant des périodes de long temps, et ils peuvent faire ainsi au-dessus des vastes zones. Très peu d'écosystèmes sont sans un certain type de perturbation comme pièce de militaire de carrière et de reproduction du système à long terme dynamique. Le feu et les perturbations de vent sont particulièrement communs dans tous beaucoup de types de végétation dans le monde entier. Le feu est particulièrement efficace en raison de sa capacité de détruire non seulement les usines vivantes, mais en raison également des spores et des graines représentant la prochaine génération potentielle, et en raison de l'impact du feu sur les populations fauniques et les caractéristiques de sol (pour davantage d'examen de cette matière voir le mettre le feu à l'écologie ).

Le changement temporel à un rythme plus lent est omniprésent ; il comporte le champ de la succession écologique . La succession est le changement relativement progressif de la structure et de la composition qui surgit pendant que la végétation elle-même modifie de diverses variables environnementales, y compris les niveaux nutritifs de lumière, d'eau et avec le temps. Ces modifications changent la suite des espèces les plus adaptées pour se développer, survivre et se reproduire dans un secteur, causant les changements floristiques. Ces changements floristiques contribuent aux changements structurels qui sont déjà inhérents à la croissance de plantes même en l'absence des changements d'espèces (particulièrement où les usines ont une grande taille maximum, c. arbres), des changements lents et largement prévisibles de causer de la végétation. La succession peut être interrompue à tout moment par la perturbation, plaçant le système de nouveau à un état précédent, ou au loin sur une autre trajectoire tout à fait. Pour cette raison, processus mai ou mai successoraux ne pas mener à de la charge statique, état final . D'ailleurs, exactement la prévision des caractéristiques d'un tel état, même si elle surgit, n'est pas toujours possible. Dans les communautés courtes et végétatives être sujet aux beaucoup et à des variables imprévisibles qui limitent la prévisibilité.

Dynamique spatiale

une règle générale, le plus grand un secteur à l'étude, plus la végétation sera hétérogène à travers elle plus probable. Deux facteurs principaux sont au travail. D'abord, il est de plus en plus peu susceptible être la dynamique temporelle de la perturbation et la succession dans le Synchrony à travers n'importe quel secteur comme taille des augmentations de ce secteur. C'est-à-dire, les différents secteurs seront aux différentes étapes développementales dues à différentes histoires locales, en particulier leurs périodes depuis la dernière perturbation principale. Ce fait agit l'un sur l'autre avec la variabilité environnementale inhérente, qui est également une fonction de secteur. La variabilité environnementale contraint la suite des espèces qui peuvent occuper un secteur donné, et les deux facteurs agissent l'un sur l'autre ensemble pour créer une mosaïque des conditions de végétation à travers le paysage. Seulement dans le les systèmes horticoles agricoles de ou fait l'uniformité parfaite d'approche de végétation jamais. Dans les systèmes normaux, il y a toujours d'hétérogénéité, bien que sa balance et intensité varient considérablement. Une prairie normale peut sembler relativement homogène une fois comparée au même secteur de la forêt partiellement brûlée, mais fortement divers et hétérogène une fois comparée au champ de blé à côté de elle.

Modèles et causes déterminantes globaux de végétation

Aux balances régionales et globales il y a de prévisibilité de certaines caractéristiques de végétation, particulièrement les physionomiques, qui sont liées à la prévisibilité dans certaines caractéristiques environnementales. Une grande partie de la variation de ces modèles globaux est directement explicable par les modèles correspondants de la température et de la précipitation (parfois visées comme l'énergie et l'humidité équilibre). Ces deux facteurs sont fortement interactifs dans leur effet sur la croissance de plantes, et leur rapport entre eux tout au long de l'année est critique. De tels rapports sont montrés graphiquement dans les diagrammes de climat de . En représentant graphiquement les moyennes mensuelles à long terme des deux variables les uns contre les autres, une idée est donnée si la précipitation se produit pendant la saison chaude, quand il est le plus utile, et par conséquent le type de végétation à prévoir. Par exemple, deux endroits peuvent avoir la mêmes précipitation et température annuelles moyennes, mais si la synchronisation relative de la précipitation et la chaleur saisonnière sont très différentes, ainsi leur structure de végétation et croissance et processus de développement seront.

Étude scientifique

Les scientifiques de végétation étudient les causes des modèles et des processus observés en végétation à de diverses balances de l'espace et de temps. D'intérêt particulier et de l'importance sont les questions des rôles relatifs du climat, du sol, de la topographie, et de l'histoire sur des caractéristiques de végétation, y compris la composition en espèces et la structure. De telles questions sont souvent large échelle, et ainsi ne peuvent pas facilement être adressées par l'expérimentation d'une manière signicative. Les études d'observation complétées par la connaissance de la botanique, paleobotany, de l'écologie, de la science du sol etc., sont ainsi la règle en science de végétation.

Histoire

Pre-1900

La science de végétation a ses origines dans le travail des botanistes et/ou des naturalistes du XVIIIème siècle, ou plus tôt dans certains cas. Beaucoup de ces derniers étaient des voyageurs du monde sur des voyages exploratoires dans l'âge de de l'exploration , et leur travail était une combinaison synthétique de la botanique et de la géographie qu'aujourd'hui nous appellerions la biogéographie d'usine (ou le phytogeography de ). Peu a été connu au sujet des modèles mondiaux floristiques ou de végétation alors, et presque rien au sujet de quel déterminé elles, tellement du travail ont impliqué de rassembler, classer, et d'appeler par catégorie des spécimens d'usine. Peu ou pas de travail théorique s'est produit jusqu'au 19ème siècle. Le plus productif des premiers naturalistes était un Alexandre von Humboldt , qui a rassemblé 60.000 spécimens d'usine sur un voyage de cinq ans aux sud et l'Amérique Centrale de 1799 à 1804. Humboldt était un du premier pour documenter la correspondance entre le climat et les modèles de végétation, dans son massif, toute la vie " de travail ; Voyage de aux régions équinoxiales du nouveau " du continent ; , qui il a écrit avec le Aimé Bonpland , le botaniste qui l'a accompagné. Humboldt a également décrit la végétation en termes physiogonmic plutôt que juste taxonomiquement. Son travail a présagé le travail intensif sur des rapports d'environnement-végétation qui continue à ce jour (Barbour et autres, 1987)

Les commencements de l'étude de végétation car nous le savons aujourd'hui ont commencé en Europe et Russie en fin du 19ème siècle, en particulier sous Jozef Paczoski, un Polonais, et le Leonty Ramensky , un Russe. Ensemble ils étaient beaucoup en avant de leur temps, présentant ou élaborant sur presque toutes les matières appropriées au champ aujourd'hui, bien avant qu'ils aient été ainsi dans l'ouest. Ces matières ont inclus l'analyse de la communauté d'usine, ou le Phytosociology , l'analyse de gradient de , la succession, et les matières en écophysiologie d'usine et écologie fonctionnelle. En raison de la langue et/ou des raisons politiques, beaucoup de leur travail était inconnu à une grande partie du monde, particulièrement le monde d'expression anglaise, jusque bien après le début du 20ème siècle.

Post-1900

Aux Etats-Unis, au Henry Cowles et au Frederic Clements idées développées de succession d'usine au début des années 1900. Clements est célèbre pour sa vue maintenant critiquée de la communauté d'usine comme " ; " de Superorganism ;. Il a discuté cela, juste comme tous les systèmes d'organe dans un individu doivent fonctionner ensemble pour que le corps fonctionne bien, et qui se développent de concert les uns avec les autres pendant que l'individu mûrit, ainsi les différentes espèces dans une communauté d'usine également se développent et coopèrent d'une manière très étroitement coordonnée et synergique, poussant la communauté d'usine vers un état défini et prévisible d'extrémité. Bien que Clements ait effectué beaucoup de travail sur la végétation nord-américaine, sa dévotion à la théorie de superorganism a blessé sa réputation, autant travail depuis lors par de nombreux chercheurs a montré l'idée de manquer de l'appui empirique.

Contrairement à Clements, plusieurs écologistes ont depuis démontré la validité de l'hypothèse individualiste , qui affirme que les communautés d'usine sont simplement la somme d'une suite des espèces réagissant individuellement à l'environnement, et co-occurring à temps et l'espace. Ramensky a lancé cette idée en Russie, et en 1926, le Henry Gleason (Gleason, 1926) l'a développée dans un papier aux Etats-Unis. Les idées de Gleason ont été catégoriquement rejetées pendant beaucoup d'années, si puissante était l'influence des idées de Clementsian. Cependant, dans les années 50 et le 60s, une série d'études bien projetées par le Robert Whittaker a fourni la preuve irréfutable pour les arguments de Gleason, et contre ceux de Clements. Whittaker, considéré un des plus lumineuse et les plus productive des écologistes américains d'usine, était un réalisateur et le partisan de l'analyse de gradient de , dans lequel les abondances de différentes espèces sont mesurées par rapport aux variables environnementales quantifiables ou à leurs substituts bien-corrélés dans les études dans trois écosystèmes Montane du très différent , Whittaker a démontré fortement que les espèces répondent principalement à l'environnement, et pas nécessairement dans n'importe quelle coordination avec autre, espèces co-occurring. Autre fonctionnent, en particulier dans le Paleobotany , ont prêté l'appui à cette vue à de plus grandes balances temporelles et spatiales.

Développements récents

Depuis les années 60, beaucoup de recherche sur la végétation a tourné autour des matières en écologie fonctionnelle . Dans un cadre fonctionnel, la botanique taxonomique est relativement moins importante ; les investigations se concentrent sur des classifications morphologiques, anatomiques et physiologiques des espèces, dans le but de prévoir comment les groupes particuliers en répondront à de diverses variables environnementales. La base fondamentale pour cette approche est l'observation qui, due à l'évolution convergente et (réciproquement) au rayonnement adaptatif , il n'y a souvent pas un rapport fort entre la parenté phylogénétique et les adaptations environnementales du particulièrement à des niveaux plus élevés de la taxonomie phylogénétique, et à de grandes balances spatiales. Les classifications fonctionnelles ont discutablement commencé dans les années 30 par le division de s de Raunkiær 'des usines dans des groupes basés sur l'endroit de leur apical Meristems (bourgeons) relativement à la surface au sol. Ceci a présagé des classifications postérieures telles que le r de s de MacArthur le 'contre des espèces de choisies par K (appliquées à toutes les organizations, pas simplement usines), et l'arrangement de C-S-R proposé par la crasse (1974) dans lequel des espèces sont assignées à un ou plusieurs de trois stratégies, chacun de a favorisé par une pression correspondante de choix de : les concurrents, soumettent à une contrainte-tolerators et des ruderals.

Les classifications fonctionnelles sont cruciales en modelant des interactions de végétation-environnement, qui a été une principale matière en écologie de végétation pendant 30 derniers années ou plus. Actuellement, il y a une commande forte pour modeler local, régional et la végétation globale change en réponse au changement climatique global , change en particulier dans les régimes de perturbation de la température, de précipitation et de . Les classifications fonctionnelles telles que les exemples ci-dessus, qui essayent de classer toutes les espèces d'usine dans un nombre très petit de groupes, sont peu susceptibles d'être efficaces pour la large variété de différents buts de modélisation qui existent ou existeront. On l'identifie généralement que des classifications simples et polyvalentes devront probablement être remplacées par des classifications plus détaillées et fonction-spécifiques pour le but de modélisation actuel. Ceci exigera un arrangement bien meilleur de la physiologie, de l'anatomie, et de la biologie développementale qu'existe actuellement, pour un grand nombre d'espèces, même si seulement les espèces dominantes dans la plupart des types de végétation sont considérées.

Voir également

Biocoenosis
Biome
Classification nationale britannique de végétation de
Succession écologique
Ecoregion
Écosystème

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