کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8845132 1617108 2018 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Extended patchy ecosystems may increase their total biomass through self-replication
ترجمه فارسی عنوان
اکوسیستم های تکه شده گسترش یافته ممکن است میزان کل توده زیستی خود را از طریق تکثیر خود افزایش دهند
ترجمه چکیده
پوشش گیاهی شامل خوشه های متراکم درختچه ها، چمن ها یا درختان است که اغلب به اندازه مشخصه دایره ای می باشند که توسط ویژگی های پوشش گیاه و زمین مشخص شده اند. بنابراین، تکه های پوشش گیاهی را می توان به عنوان ساختارهای محلی تفسیر کرد. یافته های قبلی نشان داده است که چنین سازه های محلی می توانند به صورت دوتایی خود تکثیر شوند، در حالیکه یک پچ پوشش گیاهی طول می کشد و به دو تکه جدید تقسیم می شود، در یک فرآیند شبیه به میتوز سلولی. در اینجا ما این نتایج قبلی را با در نظر گرفتن موارد کلی تر، که در آن گیاهان به طور غیر محلی موضع می گیرند، گسترش می دهیم، این فرایند سطح اضافی پیچیدگی را افزوده و فاصله بین مدل و اکوسیستم های واقعی را کاهش می دهد، جایی که شناخته شده است که گیاه رقابت با گیاهان از طریق ریشه ها و تعاملات تسهیل کننده در سطح زمین اثرات غیر محلی دارند، یعنی آنها بیشتر از فاصله نزدیکترین همسایه گسترش می یابند. از طریق شبیه سازی های عددی، ما نشان می دهیم که برای یک سطح متوسط ​​خشت، انتقال از یک پچ به الگوی دوره ای رخ می دهد. علاوه بر این، برای مقادیر بزرگ تنش هیدرتیک، ما پیش بینی مسیر متضاد را به شکل گیری الگوهای دوره ای، که در آن یک پوشش همگن از پوشش گیاهی ممکن است به الگوهای مانند نقطه مانند تجزیه شود. تکامل زیست توده گیاهان پوشش گیاهی می تواند به عنوان شاخصی از وضعیت یک اکوسیستم استفاده شود، به این ترتیب می توان تشخیص داد که یک سیستم در یک پویایی تکراری یا تخریب شده است. در تلاش برای ارتباط پیش بینی های نظری با اکوسیستم های واقعی، مناظر زامبیا و موزامبیک را تجزیه و تحلیل می کنیم که در آن گیاهان تکه هایی از قطر های ده متر را تشکیل می دهند. ما نشان می دهیم که خواص تکه ها همراه با توزیع فضایی آنها با فرضیه خود سازمانی سازگار است. ما استدلال می کنیم که ویژگی های چشم انداز های مشاهده شده ممکن است به دنبال خود تکرار پچ باشد، با این حال، اطلاعات دقیق و داده های زمانی برای ارزیابی وضعیت واقعی اکوسیستم ها ضروری است.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری علوم کشاورزی و بیولوژیک بوم شناسی، تکامل، رفتار و سامانه شناسی
چکیده انگلیسی
Patches of vegetation consist of dense clusters of shrubs, grass, or trees, often found to be circular characteristic size, defined by the properties of the vegetation and terrain. Therefore, vegetation patches can be interpreted as localized structures. Previous findings have shown that such localized structures can self-replicate in a binary fashion, where a single vegetation patch elongates and divides into two new patches, in a process resembling cellular mitosis. Here, we extend these previous results by considering the more general case, where the plants interact non-locally, this extension adds an extra level of complexity and shrinks the gap between the model and real ecosystems, where it is known that the plant-to-plant competition through roots and above-ground facilitating interactions have non-local effects, i.e. they extend further away than the nearest neighbor distance. Through numerical simulations, we show that for a moderate level of aridity, a transition from a single patch to periodic pattern occurs. Moreover, for large values of the hydric stress, we predict an opposing route to the formation of periodic patterns, where a homogeneous cover of vegetation may decay to spot-like patterns. The evolution of the biomass of vegetation patches can be used as an indicator of the state of an ecosystem, allowing to distinguish if a system is in a self-replicating or decaying dynamics. In an attempt to relate the theoretical predictions to real ecosystems, we analyze landscapes in Zambia and Mozambique, where vegetation forms patches of tens of meters in diameter. We show that the properties of the patches together with their spatial distributions are consistent with the self-organization hypothesis. We argue that the characteristics of the observed landscapes may be a consequence of patch self-replication, however, detailed field and temporal data is fundamental to assess the real state of the ecosystems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Ecological Indicators - Volume 94, Part 1, November 2018, Pages 534-543
نویسندگان
, , , ,