Dinamica delle patch - Patch dynamics

Questo articolo è circa gli ecosistemi. Per l'uso del termine in fisica, vedere Dinamica delle patch (fisica) .

La dinamica dei patch è una prospettiva ecologica che la struttura, la funzione e la dinamica dei sistemi ecologici possono essere comprese studiando i loro patch interattivi. La dinamica delle patch, come termine, può anche riferirsi ai cambiamenti spazio-temporali all'interno e tra le patch che compongono un paesaggio. La dinamica delle patch è onnipresente nei sistemi terrestri e acquatici attraverso i livelli organizzativi e le scale spaziali. Dal punto di vista della dinamica dei patch, popolazioni, comunità, ecosistemi e paesaggi possono essere studiati efficacemente come mosaici di patch che differiscono per dimensioni, forma, composizione, storia e caratteristiche di confine.

L'idea della dinamica dei patch risale agli anni '40, quando gli ecologi vegetali studiavano la struttura e la dinamica della vegetazione in termini di patch interattivi che essa comprende. Una teoria matematica della dinamica dei patch è stata sviluppata da Simon Levin e Robert Paine negli anni '70, originariamente per descrivere il modello e le dinamiche di una comunità intertidale come un mosaico di patch creato e mantenuto da disturbi di marea. La dinamica delle patch è diventata un tema dominante in ecologia tra la fine degli anni '70 e gli anni '90.

Patch dynamics è un approccio concettuale all'analisi dell'ecosistema e dell'habitat che enfatizza le dinamiche di eterogeneità all'interno di un sistema (cioè che ogni area di un ecosistema è costituita da un mosaico di piccoli 'sotto-ecosistemi').

Diversi frammenti di habitat creati da regimi di disturbo naturali sono considerati fondamentali per il mantenimento di questa diversità (ecologia) . Una patch di habitat è qualsiasi area discreta con una forma, uno spazio e una configurazione definiti utilizzati da una specie per riprodursi o ottenere altre risorse. I mosaici sono i modelli all'interno dei paesaggi che sono composti da elementi più piccoli, come singoli boschi, macchie di arbusti, autostrade, fattorie o città.

Patch e mosaici

Storicamente, a causa della breve scala temporale dell'osservazione umana, i paesaggi a mosaico erano percepiti come modelli statici dei mosaici della popolazione umana. Questo focus era incentrato sull'idea che lo stato di una particolare popolazione , comunità o ecosistema potesse essere compreso studiando una particolare zona all'interno di un mosaico. Tuttavia, questa percezione ha ignorato le condizioni che interagiscono e collegano le patch. Nel 1979, Bormann e Likens hanno coniato l'espressione mosaico mutevole per descrivere la teoria secondo cui i paesaggi cambiano e fluttuano, e sono di fatto dinamici. Questo è legato alla battaglia delle cellule che si verifica in una capsula di Petri .

La dinamica delle patch si riferisce al concetto che i paesaggi sono dinamici. Ci sono tre stati in cui può esistere una patch: potenziale , attivo e degradato . I cerotti allo stato potenziale si trasformano in cerotti attivi attraverso la colonizzazione del cerotto disperdendo specie provenienti da altri cerotti attivi o degradanti . Le patch vengono trasformate dallo stato attivo allo stato degradato quando la patch viene abbandonata e le patch cambiano da degradate ad attive attraverso un processo di ripristino .

Il disboscamento, il fuoco, l'agricoltura e il rimboschimento possono tutti contribuire al processo di colonizzazione e possono modificare efficacemente la forma del cerotto. La dinamica dei cerotti si riferisce anche ai cambiamenti nella struttura, funzione e composizione dei singoli cerotti che possono, ad esempio, influenzare la velocità del ciclo dei nutrienti .

Anche le patch sono collegate. Sebbene le patch possano essere separate nello spazio, la migrazione può avvenire da una patch all'altra. Questa migrazione mantiene la popolazione di alcune macchie e può essere il meccanismo attraverso il quale si diffondono alcune specie vegetali. Ciò implica che i sistemi ecologici all'interno dei paesaggi sono aperti, piuttosto che chiusi e isolati. (Pickett, 2006)

Sforzi di conservazione

Riconoscere le dinamiche delle patch all'interno di un sistema è necessario affinché gli sforzi di conservazione (ecologia) abbiano successo. Il successo della conservazione include la comprensione di come cambia una patch e la previsione di come sarà influenzata da forze esterne. Queste esternalità includono gli effetti naturali, come l'uso del suolo , il disturbo , il ripristino e la successione , e gli effetti delle attività umane. In un certo senso, la conservazione è il mantenimento attivo della dinamica delle patch (Pickett, 2006). L'analisi della dinamica dei patch potrebbe essere utilizzata per prevedere i cambiamenti nella biodiversità di un ecosistema. Quando è possibile tracciare macchie di specie, è stato dimostrato che le fluttuazioni sulla macchia più grande (la specie più dominante) possono essere utilizzate come avvertimento precoce di un collasso della biodiversità . Ciò significa che se le condizioni esterne, come il cambiamento climatico e la frammentazione dell'habitat , modificano la dinamica interna delle macchie, è possibile rilevare una forte riduzione della biodiversità prima che venga prodotta.

Guarda anche

Riferimenti

Ulteriori letture

  • Forman, RTT 1995. Mosaici del territorio: l'ecologia dei paesaggi e delle regioni. Cambridge University Press, Cambridge, Regno Unito.
  • Groom, Martha J., Meffe, Gary K., Carroll, Ronald. 2006. Principi di biologia della conservazione, terza edizione. Mosaici e Patch Dynamics di Steward TA Pickett
  • Levin, SA e RT Paine. 1974. Disturbo, formazione di patch e struttura della comunità. Atti della National Academy of Sciences (USA) 71:2744-2747.
  • Levin, SA, TM Powell e JH Steele, editori. 1993. Dinamica delle patch. Springer-Verlag, Berlino.
  • Wu, JG e OL Loucks. 1995. Dall'equilibrio della natura alle dinamiche patch gerarchiche: un cambio di paradigma in ecologia. Rassegna trimestrale di biologia 70:439-466.
  • Dinamica delle patch [1]