А16 Примером действия, какого фактора является вытаптывание животными растений на тропинках, ведущих к водопою?

А1. В систематике животных классы объединяют в

1) Типы

2) Роды

3) Семейства

4) Отряды

А2.К одноклеточным организмам относится:

1) бактерии

2) вирус оспы

3) вольвокс

4) гидра

А3. Сократимостью и возбудимостью обладает ткань:

1) нервная

2) покровная

3) соединительная

4) мышечная

А4. У кого из многоклеточных организмов появилась кишеч­ная полость?

1) у гидр и медуз

2) кольчатых червей

3) инфузории – туфельки

4) у моллюсков

А5.Организм, изображенный на рисунке, относятся к типу:

1) простейшие

2) круглые черви

3) кишечнополостные

4) моллюски

А6. Наиболее сложно организованными простейшими являются:

1) инфузории

2) споровики

3) саркодовые

4) жгутиковые

А7. К типу кишечнополостных относится:

1) аурелия

2) актиния

3) обелия

4) все перечисленные

А8. Регенерация у гидры осуществляется за счет следующих клеток эктодермы:

1) кожно-мускульных

2) стрекательных

3) промежуточных

4) чувствительных

А9. Медузоидное поколение преобладает в цикле развития:

1) морских гидроидных полипов

2) коралловых полипов

3) сцифоидных медуз

4) всех перечисленных

А10. Цикл, развития какого организма показан на рисунке?

1) бычий цепень

2) аскарида

3) печеночный сосальщик

4) острица

А11. Пресноводную гидру относят к типу Кишечнополостные?

1) обитает в пресных водоемах

2) по способу питания — гетеротрофный организм

3) реагирует на изменения в окружающей среде

4) содержит два слоя клеток: эктодерму и энтодерму

А12 Животное у которого клетка выполняет функции организма, это –

1) пресноводный полип гидра

2) инфузория туфелька

3) медуза аурелия

4) белая планария

А13. Раковина в теле моллюска играет роль

1) поглощения атмосферного кислорода

2) специального органа чувств

3) наружного скелета

4) фильтрация воды

А14 Кровеносная система замкнутого типа впервые появилась:

1) двустворчатый моллюск беззубка

2) человеческая аскарида

3) пресноводный полип гидра

4) дождевой червь

А15 Примером биотических взаимоотношений по типу «паразит-хозяин» могут служить связи, возникающие между:

1. щукой и окунем

2. раком-отшельником и актинией

3. человеческой аскаридой и человеком

4. елями и березами

А16 Примером действия, какого фактора является вытаптывание животными растений на тропинках, ведущих к водопою?

1) биотического

2) антропогенного

3) абиотического

4) сезонного

Часть 2

При выполнении заданий с кратким ответом (В1-В5) запишите ответ так, как указано в тексте задания.

В задании В1, В2 выберите три верных ответа из шести. Запишите выбранные цифры в порядке возрастания.

В1. Для кишечнополостных характерно наличие

1) анального отверстия

2) диффузной нервной системы

3) радиальной симметрии

4) жабр

5) вегетативное размножение

6) гермафродитизм

Ответ_____________________________________

В2. Выберите признаки, говорящие о паразитическом образе жизни червей:

1) отсутствие кровеносной системы

2) раздельнополость

3) высокая плодовитость

4) развитие с промежуточным хозяином

5) способность к бескислородному дыханию

6) членистость тела

Ответ_____________________________________

 

В3. Установите соответствие между функцией клеток гидры и их типом.

Функции клеток А) поражение жертвы Б) защита организма от врагов В) ответ организма на раздражение Г) образование покрова Д) передвижение Тип клеток 1) кожно-мускульные 2) нервные 3) стрекательные

Запишите в таблицу соответствующие цифры.

А Б В Г Д
         

В4. Установите соответствие между характеристикой среды и её факторами.

Характеристика Факторы среды
А) Постоянство газового состава атмосферы. 1) биотические
Б) Изменение толщины озонового экрана. 2) абиотические
В) Изменение влажности воздуха.  
Г) Изменение численности консументов.  
Д) увеличение численности паразитов  

Запишите в таблицу соответствующие цифры.

А Б В Г Д
         

 

А

 

Часть 3 (С)

13. Примером действия какого фактора является вытаптывание животными растений на тропинках, ведущих к водопою?1) биотического 3) абиотического2)

Marinao81 / 07 окт. 2013 г., 1:37:25

всей жизни представлен хордой

2. Клетка простейших

1)выполняет определенную функцию

2)представляет собой самостоятельный организм

3)является составной частью тканей

4)имеет плотную оболочку

3. Приспособлением к расселению и перенесению неблагоприятных условий у многих простейших служит способность

1)активно передвигаться

2)образовывать цисту

3)размножаться путем деления

4)восстанавливать поврежденные органоиды

4. Беспозвоночных животных с лучевой симметрией тела,

добывающих пищу и защищающихся от врагов с помощью стрекательных клеток, относят к типу

1)членистоногих 2)моллюсков

3)кольчатых червей 4)кишечнополостных

5. С помощью боковой линии рыба воспринимает

1)запах предметов 2)окраску предметов

3)звуковые сигналы 4)направление и силу течения воды

6. Какой фактор среды оказывает существенное влияние на распространение пресмыкающихся?

1)свет 2)температура

3)влажность 4)атмосферное давление

7. Аскарида не переваривается в кишечнике человека, так как

1)отличается огромной плодовитостью

2)может жить в бескислородной среде

3)быстро двигается в направлении, противоположном движению пищи

4)тело покрыто оболочкой, на которую не действует

пищеварительный сок

8. Членистоногих, у которых к грудному отделу тела прикрепляются три пары ног, относят к классу

1)ракообразных 2)паукообразных

3)насекомых 4)сосальщиков

9. Преодолевать сопротивление воды при движении окуню помогает

1)боковая линия

2)хороший слух

3)покровительственная окраска

4)черепицеобразное расположение чешуи

10. Кровеносная система в процессе исторического развития впервые появляется у

1)моллюсков 2)плоских червей

3)кольчатых червей 4)кишечнополостных

11. Что предохраняет птиц от перегревания?

1)кожа 2)легкие

3)желудок 4)воздушные мешки

12. Выходу первых позвоночных на сушу в процессе эволюции способствовало появление у них

1)полового размножения, влажной кожи

2)питания готовыми органическими веществами

3)приспособлений к дыханию кислородом воздуха и передвижению по суше

4)костного или хрящевого внутреннего скелета

13. У каких животных в процессе эволюции появляется второй круг кровообращения?

1)хрящевых рыб 2)костных рыб

3)земноводных 4)пресмыкающихся

14. Где начинается переваривание пищи у пауков?

1)в желудке 2)в кишечнике

3)в ротовой полости 4)вне организма

15. Высокая интенсивность обмена веществ у птиц и млекопитающих — следствие возникновения у них в процессе эволюции

1)четырехкамерного сердца и теплокровности

2)разнообразных тканей

3)легочного дыхания

4)развитой пищеварительной системы

16. Признаки усложнения в строении дыхательной системы млекопитающих (по сравнению с пресмыкающимися)

1)появление правого и левого легких

2)наличие трахеи и бронхов

3)увеличение дыхательной поверхности благодаря многочисленным легочным пузырькам

4) формирование ноздрей и носовой полости

17. Какая стадия отсутствует у насекомых с неполным

превращением?

1)яйца 2)личинки

3)куколки 4)взрослого насекомого

18. Какие приспособления, защищающие организм от перегревания, сформировались у млекопитающих в процессе эволюции?

1)наружные слущивающиеся клетки кожи

2)потовые железы

3)сальные железы

4)роговые образования на теле

19. Какие насекомые снижают численность вредителей растений?

1)вши, блохи, клопы, мухи

2)наездники, лесные муравьи

3)оводы, слепни, майские жуки, короеды

4)белянки, цветоеды

20. Определите последовательность этапов эволюции позвоночных животных

1)рыбы – земноводные – пресмыкающиеся – птицы — млекопитающие

2) рыбы – земноводные — пресмыкающиеся

3)рыбы – пресмыкающиеся — земноводные — птицы — млекопитающие

4) рыбы — земноводные — пресмыкающиеся — млекопитающие – птицы

21. К какому типу относят беспозвоночных животных, тело которых, как правило, находится в раковине?

1)плоских червей 2)круглых червей

3)моллюсков 4)членистоногих

22. Нервная система хордовых животных

1)представляет собой трубку, расположенную на спинной стороне тела

2)представляет собой нервную цепочку, расположенную на брюшной стороне тела

3)состоит из нервных стволов и нервных узлов

4)состоит из нервных клеток, образующих нервную сеть

23. У каких животных в процессе эволюции впервые сформировался внутренний скелет?

1)паукообразных 2)насекомых

3)головоногих 4)хордовых

24. Млекопитающих можно отличить от других позвоночных по наличию

1)волосяного покрова и ушных раковин

2)голой кожи, покрытой слизью

3)рогового панциря или щитков

4)сухой кожи с роговыми чешуями

25. Предками древних амфибий были, скорее всего:

1)акулы 2)осетровые

3)лососевые 4)кистеперые

Тест по теме «Экологические факторы» » 4ЕГЭ

Тест «Экологические факторы» включает 15 заданий: задания с выбором одного ответа из предложенных, задания с множественным выбором, задание на установление соответствия, задание с развёрнутым ответом.

ek-f.docx

1. Каковы взаимоотношения культурных и сорных растений в агроценозе?

1) нейтральные,
2) симбиотические,
3) конкурентные,
4) паразит — хозяин.

2. Ограничивающим фактором для травянистых растений в еловом лесу является

1) недостаток света,
2) высокая влажность,
3) недостаток органических веществ

4) сокращение территории для распространения.

3. У покрытосеменных растений, обитающих в водной среде, по сравнению с наземными,

1) хорошо развиты ткани,
2) интенсивнее протекает фотосинтез,
3) устьица расположены на нижней стороне листа,
4) слабо развита корневая система.

4. Неограниченный отстрел хищников может привести впоследствии к сокращению

1) численности растительноядных животных,
2) численности покрытосеменных растений
3) ареала растительноядных животных,
4) численности паразитов.

5. Какое приспособление способствует охлаждению растений при повышении температуры воздуха?

1) увеличение интенсивности фотосинтеза,
2) уменьшение скорости обмена веществ
3) усиление испарения воды,
4) уменьшение интенсивности дыхания.

6. Какая деятельность человека относится к глобальным антропогенным изменениям в биосфере?

1) массовая вырубка лесов,
2) вытаптывание растений в лесу
3) выведение новых сортов растений,
4) искусственное разведение рыб.

7. Отношения каких организмов служат примером симбиоза?
1) растения росянки и насекомого,
2) клеща и собаки,
3) сосны и маслёнка,
4) щуки и карася.

8. Рыхление почвы под кроной плодовых деревьев — это воздействие на растения фактора

1) биотического,
2) антропогенного,
3) ограничивающего,
4) лимитирующего.

9. Какой пример иллюстрирует проявление в природной среде биотического фактора?

1) поедание личинками божьей коровки яблоневой тли
2) загрязнение водоёмов, расположенных рядом с агроценозами
3) понижение уровня грунтовых вод при длительной засухе
4) вымерзание проростков пшеницы при весенних заморозках

10. Верны ли следующие суждения о связях видов в экосистеме?

А. Сожительство гриба с корнями высших растений (микориза) — пример симбиотических отношений.
Б. Сожительство клубеньковых бактерий и бобовых растений — пример конкурентных отношений в биоценозе.

1) верно только А,
2) верно только Б,
3) верны оба суждения,
4) оба суждения неверны.

11. Уничтожение лесов на обширных территориях приводит к

1) повышению в атмосфере вредных примесей,
2) нарушению озонового слоя
3) нарушению водного режима,
4) эрозии почв
5) нарушению направления воздушных потоков в атмосфере
6) сокращению видового разнообразия.

12. К абиотическим компонентам экосистемы степи относят

1) видовой состав растений,
2) минеральный состав почвы,
3) режим выпадения осадков,
4) травянистый покров,
5) ветровую эрозию,
6) продуцентов, консументов и редуцентов.

13. Какие антропогенные факторы оказывают влияние на численность популяции ландыша майского в лесном сообществе?

1) вырубка деревьев,
2) увеличение затенённости,
3) недостаток влаги в летний период,
4) сбор дикорастущих растений,
5) низкая температура воздуха зимой, 6)вытаптывание почвы.

14. Установите соответствие между признаком позвоночного животного и средой, в которой он сформировался.

А) подвижные веки
Б) жабры с жаберными крышками
В) тазовый пояс
Г) шейный отдел позвоночника
Д) боковая линия
Е) двухкамерное сердце

1) водная
2) наземно-воздушная

15. Объясните, почему сокращение численности волков из-за отстрела в биоценозах тундры приводит к уменьшению запасов ягеля — корма северных оленей.

Ответы

1) 3
2) 1
3) 4
4) 1
5) 3
6) 1
7) 3
8) 2
9) 1
10) 1
11) 346
12) 235
13) 146
14) 212211

Автор: Бугрим Лариса Валериевна.

Последствий вытаптывания растений и животных на скалистых берегах в JSTOR

Abstract

Мы экспериментально исследовали влияние нарушений, вызванных пешеходным движением, на животных и растения, обитающих на литоральном скалистом берегу на юго-востоке Австралии. Отдельные шаги повредили некоторых животных, но процент раздавленных животных был низким. Моллюсков, за исключением больших блюдец, чаще вытесняли, чем раздавливали, и некоторые повреждения наносили ракушки и мидии.Выживание особей двух видов брюхоногих моллюсков, Bembicium nanum и Austrocochlea constricta, не было затронуто смещением, потому что они быстро выправились. Блюдце Cellana tramoserica не было повреждено в результате ударов ногой или наступления на нее. Доминирующее растение на этих берегах, бурая водоросль Hormosira Banksii, легко повреждалась, при этом поражалась примесью ок. 20% биомассы отдельных растений удаляется одним шагом. Количество потерянной ткани увеличивалось с увеличением количества шагов, с максимальной потерей примерно 75%.Мы исследовали влияние трех уровней продолжительного вытаптывания (33 дня вытаптывания, распространение в течение 4 месяцев) на организмы в трех средах обитания: Hormosira Mats, Coralline Algal Mats и Bare Rock. Больше всего от вытаптывания пострадали водорослевые маты. Hormosira Mats серьезно пострадали от вытаптывания высокой и низкой интенсивности. Вертикальные коралловые водоросли в мате из коралловых водорослей были повреждены в результате интенсивного вытаптывания. Численность брюхоногого моллюска Turbo undulatus в обоих этих местообитаниях сократилась. Вытаптывание существенно не повлияло на местообитания Голых Скал.Через пять месяцев после окончания вытаптывания сильно вытоптанные и контрольные полосы коралловых водорослей не были различимы, так как все обработки претерпели явные сезонные изменения. Внутри матов Hormosira низкоинтенсивные обработки и меры контроля не различались, но водорослевой покров на сильно вытоптанных участках остался на 400 дней восстановления, покрытие Hormosira было только 60%, что составляет три четверти от значения для контрольных участков. Косвенный эффект увеличения численности моллюсков все еще был очевиден. Вытаптывание посетителей может привести к замене сообщества видов Hormosira mat на «голые» скалы и пасущихся моллюсков, и вытаптывание следует рассматривать как нарушение, способное прямо или косвенно влиять на популяции приливов на каменистых берегах.

Информация о журнале

Oikos — это журнал, выпускаемый Северным экологическим обществом и один из ведущих рецензируемых журналов по экологии. Oikos публикует оригинальные и инновационные исследования по всем аспектам экологии. Особое внимание уделяется теоретической и эмпирической работе, направленной на обобщение и синтез по таксонам, системам и экологическим дисциплинам. Статьи должны быть хорошо обоснованы экологической теорией и способствовать новым достижениям в экологии, сообщая о новаторских теориях или критических экспериментальных результатах.Подтверждение или расширение существующей литературы имеет меньший приоритет. Поощряется синтез новых и возникающих областей в экологии и за ее пределами. Статьи обзорного характера должны стремиться к концептуальной унификации и быть отправной точкой для будущей работы, а не ретроспективным резюме установленных областей или тем.

Информация для издателя

Wiley — глобальный поставщик контента и решений для рабочих процессов с поддержкой контента в областях научных, технических, медицинских и научных исследований; профессиональное развитие; и образование.Наши основные направления деятельности выпускают научные, технические, медицинские и научные журналы, справочники, книги, услуги баз данных и рекламу; профессиональные книги, продукты по подписке, услуги по сертификации и обучению и онлайн-приложения; образовательный контент и услуги, включая интегрированные онлайн-ресурсы для преподавания и обучения для студентов и аспирантов, а также для учащихся на протяжении всей жизни. Основанная в 1807 году компания John Wiley & Sons, Inc. уже более 200 лет является ценным источником информации и понимания, помогая людям во всем мире удовлетворять свои потребности и воплощать в жизнь их чаяния.Wiley опубликовал работы более 450 лауреатов Нобелевской премии во всех категориях: литература, экономика, физиология и медицина, физика, химия и мир. Wiley поддерживает партнерские отношения со многими ведущими мировыми обществами и ежегодно издает более 1500 рецензируемых журналов и более 1500 новых книг в печатном виде и в Интернете, а также базы данных, основные справочные материалы и лабораторные протоколы по предметам STMS. Благодаря расширению предложения открытого доступа Wiley стремится к максимально широкому распространению и доступу к публикуемому контенту и поддерживает все устойчивые модели доступа.Наша онлайн-платформа, Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com), является одной из самых обширных в мире междисциплинарных коллекций онлайн-ресурсов, охватывающих жизнь, здоровье, социальные и физические науки и гуманитарные науки.

Влияние вытаптывания на морфологические и механические признаки видов засушливых кустарников не зависит от наличия воды

Abstract

В полузасушливых засушливых районах нехватка воды и вытаптывание крупными травоядными животными являются двумя факторами, ограничивающими рост и распространение растений.Вытаптывание может сильно повлиять на продуктивность растений, но мало что известно о реакции морфологических и механических признаков древесных растений на вытаптывание и их возможном взаимодействии с доступностью воды. Саженцы четырех кустарников ( Caragana intermedia , Cynanchum komarovi , Hedysarum laeve и Hippophae rhamnoides ), распространенных в полузасушливых песках Mu Us Sandland, выращивались с содержанием влаги в почве 4% и 10% и подвергались либо моделированному вытаптыванию, либо моделированию вытаптывания или нет. Измеряли рост, морфологические и механические признаки. Вытаптывание уменьшило вертикальную высоту и увеличило базальный диаметр и сопротивление стебля изгибу и разрыву (на что указывает увеличение минимальной силы изгиба и разрыва) у всех видов. Повышение доступности воды увеличивало биомассу, длину стебля, базальный диаметр, толщину листа и жесткость стеблей у всех видов, кроме C. komarovii . Однако не было никакого интерактивного воздействия вытаптывания и содержания воды на какие-либо из этих признаков среди видов, за исключением минимальной силы изгиба и соотношения между сопротивлением стебля разрыву и изгибу.В целом виды кустарников обладают высокой степенью устойчивости к вытаптыванию за счет морфологических и механических модификаций, а последствия вытаптывания не зависят от наличия воды. Однако увеличение доступности воды также может повлиять на компромисс между прочностью ствола и гибкостью, вызванный вытаптыванием, который у разных видов различается. Вода играет важную роль не только в росте, но и в адаптации к вытаптыванию в засушливых районах.

Образец цитирования: Xu L, Freitas SMA, Yu F-H, Dong M, Anten NPR, Werger MJA (2013) Влияние вытаптывания на морфологические и механические характеристики видов засушливых кустарников не зависит от наличия воды.PLoS ONE 8 (1): e53021. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0053021

Редактор: Мартин Хайль, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Мексика

Поступила: 21.07.2012; Одобрена: 22 ноября 2012 г .; Опубликован: 16 января 2013 г.

Авторские права: © 2013 Xu et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: Эта работа была поддержана грантами NSFC (31070371, 31261120580), грантом на инновационные исследования и разработки Педагогического университета Ханчжоу и грантами KNAW (02CDC015 и 99CDC027). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

Вытаптывание крупных травоядных — обычное явление в засушливых и полузасушливых экосистемах и может сильно повлиять на продуктивность растений [1] — [3], структуру сообщества [4] — [6] и функционирование экосистем [7].Вытаптывание может напрямую вызывать потерю и повреждение тканей и косвенно оказывать механическое воздействие на растения [3], [8]. В засушливых и полузасушливых засушливых районах вытаптывание также способствует опустыниванию [9].

Фенотипические реакции роста и морфологии растений на вытаптывание привлекают все большее внимание [2], [3], [10] — [12]. Вытаптывание обычно уменьшает высоту растений [13] — [15], размер листьев [15] и размер семян [16]. Кроме того, разные виды по-разному реагируют на вытаптывание [10] — [12], и различия, как правило, связаны с формами роста [10], [15], [17].Например, прямостоячие виды растений, как правило, менее устойчивы к вытаптыванию, чем виды с розеткой, кисточкой или иной формой распростертого роста [10], [11], [17].

Однако фенотипические реакции механических свойств, таких как гибкость стебля, жесткость листьев и прочность корней на вытаптывание, получили гораздо меньше внимания, хотя такие реакции, вероятно, вносят вклад в устойчивость растений к вытаптыванию [3], [10], [18]. Вытаптывание может вызвать сильную механическую нагрузку на растения [3], [8], что приводит к увеличению прочности стеблей и листьев [10], [17].В отличие от других форм механического воздействия, таких как ветер, прикосновение или трение, которые являются относительно мягкими и хорошо изученными, вытаптывание часто влечет за собой чрезвычайно большие силы, которым растения едва ли сопротивляются. Таким образом, предотвращение стресса стебля за счет повышения гибкости является единственным жизнеспособным ответом для маленьких или молодых растений. Однако небольшая работа, которая была проделана в этом отношении, была сосредоточена в основном на травах [10] — [12], [14], [15], [17], а мы почти ничего не знаем о древесных породах [3].

В засушливых и полузасушливых экосистемах вода является еще одним важным фактором, ограничивающим продуктивность растений [19].Таким образом, важно определить, в какой степени воздействие вытаптывания на растения зависит от наличия воды. Повышение доступности воды может увеличить выделение стеблей, что может увеличить жесткость, высоту и диаметр, связанные с сопротивлением вытаптыванию, и уменьшить выделение корней, что может значительно усилить влияние вытаптывания на фиксацию корневой системы, известное как прочность крепления. растений [20]. Однако, насколько нам известно, ни одно исследование не рассматривало, как наличие воды может изменить влияние вытаптывания на рост, морфологию и механические свойства растений.

Песчаные земли Му Ус на севере Китая — типичная полузасушливая территория, где чрезмерный выпас крупных домашних животных является обычным явлением, а опустынивание является серьезным [21]. Большое количество видов кустарников распространено на песчаных землях Му Ус, в том числе некоторые реликтовые растения [21]; эти кустарники играют важную роль в защите местных экосистем. Из-за обилия кустарников песчаные земли Му Ус называют «царством кустарников» [22]. Четыре типичных вида кустарников ( Caragana intermedia, Cynanchum komarovi, Hedysarum laeve и Hippophae rhamnoides ) песчаных земель Му Нас были отобраны для исследования, чтобы ответить на следующие вопросы: (1) Каково влияние имитации вытаптывания на морфологические и механические признаки этих четырех видов? (2) Взаимодействуют ли эти эффекты с доступностью воды или они независимы друг от друга? И (3) каковы последствия наблюдаемых изменений характеристик для механической прочности и гибкости на уровне ствола?

Материалы и методы

Виды исследования

Четыре вида, использованные в этом эксперименте, являются обычными и широко распространенными в песчаных землях Му Ус (37 ° 30′-39 ° 20′N, 107 ° 20′-111 ° 30′E), полузасушливой области, которая составляет основную часть плато Ордос на севере Китая [21]. Из-за деятельности человека и засушливости песчаных земель деградация местной растительности и опустынивание являются довольно серьезными [21]. Caragana intermedia Kuanget (Leguminosae) и Hippophae rhamnoides L. (Elaeagnaceae) — кустарники, а Cynanchum komarovii Al. (Asclepiadaceae) и Hedysarum laeve Maxim. (Leguminosae) — полукустарники [23] — [26]. H. rhamnoides и H. laeve способны клонально расти корневищами [27], [28].За исключением C. komarovii , три других вида широко используются для восстановления растительности и контроля над расширением песчаных дюн в этой области, приемлемы для животных и других способностей. C. komarovii ядовит для животных, часто встречается на деградированных землях и является важным индикатором опустынивания [23] — [26]. Кроме того, за исключением C. komarovii , остальные три вида могут вырасти до, безусловно, больших размеров, чтобы избежать угрозы вытаптывания. Клональная интеграция может помочь клональным растениям противостоять внешнему воздействию [3].По сравнению со взрослыми особями ущерб от стресса окружающей среды для сеянцев намного больше.

Эксперимент

Семена четырех видов были собраны с июля по октябрь 2009 г. возле экологической исследовательской станции Ордос-Сандленд (OSES, 39 ° 29′37,6 ″ с.ш., 110 ° 11′29,4 ″ в.д., 1300 м над уровнем моря) Института ботаники, г. Китайская академия наук, расположенная в песчаных землях Му Ус во Внутренней Монголии, Китай. Эти семена были от многих материнских растений, распространенных на площади около 3 км 2 , где часто страдали пастбища овец.21 декабря 2009 г. примерно 400 семян каждого вида были помещены на поверхность мелких пластиковых квадратных ящиков (30 см × 15 см × 5 см, 2,25 л), заполненных песком, и подверглись двухнедельной стратификации при температуре 5 °. С. В январе 2010 г. проросшие растения пересаживали в небольшие квадратные горшки (7 см × 7 см × 8 см, 0,24 л). Еще через три месяца роста саженцы аналогичных размеров пересаживали в горшки объемом 6,5 л (диаметром 24 см и высотой 21 см), полностью заполненные песком. Два дополнительных грамма твердого удобрения (16N-11P 2 O 5 -11K 2 O-3MgO + Te, 3–4 месяца, Osmocote Exact, Scotts International B.V, Heerlen, Нидерланды) добавляли в каждый горшок и равномерно перемешивали с песком.

13 мая 2010 г. саженцы каждого вида были случайным образом подвергнуты одной из четырех комбинированных обработок, включая два уровня доступности воды в почве (4% против 10% -ное содержание воды для сухих и влажных условий, см. Файл S1) и два уровни вытаптывания (с против без). Было 13 повторов каждого из четырех условий (вода и вытаптывание, низкий и высокий) для трех из четырех видов растений и 12 повторов для C.Интермедиа . Во время эксперимента объемное содержание влаги в почве поддерживалось почти постоянным на уровне 4% или 10% путем периодических измерений с помощью рефлектометра во временной области (Вагенинген, Нидерланды). Вытаптывание применялось вручную созданным грузом, вес которого (6,22 кг) и площадь поверхности (3,07 см в диаметре) были такими, что при размещении на растении он создавал уровень напряжения (0,84 кг / см 2 ), аналогичный таковому. производится копытом овцы весом 40 кг [29]. Груз состоял из одной длинной металлической трубы и четырех коротких металлических труб.Короткие трубы прочно крепились лентой и веревкой к середине длинной трубы. Трубы были заполнены бетоном, чтобы получить соответствующий вес. После этого трубы были хорошо заклеены лентой, чтобы избежать протечек. Внизу длинной трубы была установлена ​​заглушка диаметром 3,07 см. В экосистеме, о которой мы говорим, выпас в основном осуществляется бесплатно без определенного места. Вытаптывание было упрощено и применялось три раза в неделю по 10 секунд каждый раз. Направление топтания менялось каждый раз.Положение горшков меняли каждые две недели, чтобы избежать эффекта блокировки.

Эксперимент проводился в теплице с контролируемым климатом, расположенной в Ботаническом саду Утрехтского университета, Нидерланды (52 ° 5 ‘16,79’ ‘северной широты, 5 ° 10’ 8,26 ‘восточной долготы). Средняя температура составляла 18 ° C, а средняя влажность 40%.

Измерения

20 июня 2010 г. все опытные растения были собраны. Измеряли длину стебля, высоту по вертикали от поверхности почвы до верхушки вытоптанных растений, базальный диаметр и толщину листьев основных побегов.Основные побеги растений разделяли на листья, стебли и корни. Площадь листа измеряли с помощью измерителя площади листа LI-3100 (LI-COR, Inc. Lincoln, Небраска, США). Надземные побеги упаковывали во влажную ткань, чтобы избежать потери тургора, и отправляли в лабораторию для измерения механических свойств. Сухую массу различных органов определяли после сушки при 70 ° C в течение 48 ч. Небольшие новые всходы, образовавшиеся в период обработки, не вели в качестве основных. Мы измерили только всю сухую массу новых побегов, включая листья и стебли.

Мы определили четыре механических характеристики: модуль Юнга ( E ), разрывное напряжение ( σ b ), предел текучести ( σ y ) и максимальное усилие нагрузки основных штоков с помощью универсальной электромеханической испытательной машины ( Type 5542, Instron, Norwood, Massachusetts, USA) с применением техники трехточечного изгиба (подробнее см. [30]). Были записаны вертикально приложенные силы ( F ; Н) и результирующие прогибы (δ; м). Расстояние между опорами было отрегулировано таким образом, чтобы оно всегда было примерно в 15 раз больше диаметра секции штока.

Мы рассчитали площадь массы листа (LMA, г см −2 ) и массовую плотность листа (LMD, г см −3 ), чтобы описать характеристики листа. Чтобы представить механические характеристики стеблей растений, был измерен и рассчитан ряд параметров, в том числе: второй момент площади ( I , m 4 ), описывающий геометрический вклад в жесткость стебля [31], [ 32], модуль Юнга ( E ), представляющий жесткость упругого материала [33], [34], жесткость на изгиб ( EI , Н · м −2 ) жесткости поперечного сечения штока, шток предел текучести ( σ y ), когда стержни начали изгибаться, и напряжение разрыва ( σ b ), когда стержни сломались, что количественно определяет сопротивление ткани стержня изгибу и разрыву. Подробности расчета этих механических свойств можно найти в [33].

Характеристики ствола, описанные выше, были использованы для расчета ряда параметров, которые указывают на поведение всего ствола под воздействием внешних сил. Мы отмечаем, что это качественные показатели механического поведения ствола, используемые исключительно для сравнительных целей. Мы рассчитали минимальную силу изгиба ( F, , , изгиб ), относящуюся к изгибу штока, и минимальное поперечное усилие разрыва ( F, , , разрыв ), необходимое для разрыва штока в его основании.В этом исследовании мы предполагаем, что вытаптывание оказывает чрезвычайно сильное воздействие на растения, и рассматриваем благоприятный баланс между прочностью стебля и сопротивлением изгибу, чтобы снизить вероятность повреждения. Мы используем F изгиб / F изгиб в качестве простой прокси для описания этого баланса, который показывает, что баланс между силой и гибкостью связан с разрывным напряжением, вертикальной высотой выстрела, модулем Юнга и базальным диаметром (подробности в [3]).

Статистический анализ

Трехфакторный дисперсионный анализ был использован для проверки влияния видов, вытаптывания и наличия воды на рост, морфологические и механические признаки.Перед анализом данные были проверены на равенство дисперсии с помощью теста Левена и на нормальность с помощью теста Шапиро-Уилка. Для анализа использовали SPSS 16.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США). Здесь мы выбрали P <0,05 в качестве уровня значимости.

Результаты

Рост и морфологические признаки

Вытаптывание значительно уменьшило длину основного стебля у всех видов, кроме C. komarovii (таблица 1; рис. 1A), и привело к уменьшению наклона стеблей, таким образом уменьшив расстояние между уровнем почвы и вершиной стебля (т.е.е., вертикальная высота), хотя и в меньшей степени у C. intermedia и C. komarovii , хотя и в меньшей степени, чем у двух других видов (табл. 1; рис. 1Б). Вытаптывание постоянно увеличивало диаметр ствола (Таблица 1; Рис. 1C). Растения в условиях высокой доступности воды имели большую длину стебля, высоту по вертикали и диаметр у всех видов, кроме C. komarovii (Таблица 1; Рис. 1A, B, C). Вытаптывание не оказало значительного влияния на толщину листа (таблица 1; рис. 1D) или плотность листьев (LMD; рис. 1E), но значительно уменьшило площадь массы листа (LMA; рис.1F). Увеличение доступности воды увеличивало толщину листьев (Таблица 1; Рис. 1D) и уменьшало LMD (Рис. 1E) и LMA (Рис. 1F) всех четырех видов, кроме C. komarovii .

Рис. 1. Влияние доступности воды и вытаптывания на характеристики листьев и стебля четырех видов.

На панели A, B, C, D, E и F указаны длина основного стебля, высота по вертикали, базальный диаметр, толщина листа, массовая плотность листа и площадь его массы соответственно. Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка без преобразования.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0053021.g001

Вытаптывание снизило биомассу H. rhamnoides , но не оказало значительного влияния на три других вида (Таблица 1; Рис. 2A). Вытаптывание не оказало значительного влияния на фракционное распределение биомассы по разным частям растения, за исключением C. komarovii , где распределение стеблей увеличилось (Таблица 1; Рис. 2B, C, D, E). Увеличение содержания воды увеличивало конечную биомассу у всех видов, кроме C.komarovii (таблица 1; рис. 2А). При низком содержании воды больше биомассы было выделено корням у всех четырех видов за счет выделения другим органам (Таблица 1; Рис. 2B, C, D, E).

Рис. 2. Влияние доступности воды и вытаптывания на биомассу и распределение четырех видов.

Панели A, B, C, D и E предназначены для общей биомассы, отношения массы листьев основного побега, отношения массы стебля основного побега, отношения корней и отношения новых побегов соответственно. Данные представляют собой среднее значение ± стандартная ошибка без преобразования.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0053021.g002

Механические свойства

Вытаптывание снижало жесткость тканей с точки зрения модуля Юнга ( E ) для всех четырех видов как в сухих, так и в влажных условиях (Таблица 2; Рис. 3A). Однако при вытаптывании увеличился базальный диаметр (Таблица 1; Рис. 1C), который сильно определяет второй момент площади ( I ; Таблица 2; Рис. 3B). Как продукт E и I , жесткость на изгиб ( EI ) демонстрирует ту же тенденцию, что и I (Таблица 2; Рис.3C), указывая на то, что вариации I способствовали большей жесткости на изгиб, чем вариации E . По сравнению с тремя другими видами, стебли C. komarovii имели очень низкую жесткость на изгиб, что можно отнести к более тонким стеблям с более низким I . Вытаптывание также привело к последовательному, но небольшому снижению напряжения разрыва ( σ b ), но не оказало значительного влияния на предел текучести ( σ y ; Таблица 2; Рис.3D, E). В H. laeve при высокой доступности воды оказал сильное положительное влияние на значения σ b и σ y . Влияние влажности почвы на свойства тканей у разных видов четко различалось (Таблица 2). Низкое содержание воды уменьшено E в C. intermedia и H. оставить , но не в двух других видах. Аналогичным образом уменьшились σ b и σ y только в H.Ляэв .

Рис. 3. Влияние доступности воды и вытаптывания на механические характеристики четырех видов.

Панели A, B, C, D, E, F, G и H предназначены для модуля Юнга, второго момента площади, жесткости при изгибе, напряжения разрыва, напряжения текучести, минимального бокового разрывающего усилия ( F разрыв ) , усилие изгиба ( F изгиб ) и F изгиб / F изгиб соответственно. Данные являются средними ± стандартная ошибка. За исключением h, значения оси y преобразуются в Ln в результате низких значений C.komarovii .

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0053021.g003

Чтобы определить сопротивление штока поломке или изгибу, мы рассчитали минимальные силы, необходимые для разрыва штока у его основания ( F break ) или начните гнуть его ( F гнуть ). F разрыв , таким образом, указывает на прочность штока, а F на изгиб сопротивление изгибу. Вытаптывание увеличивало как F, , изгиб, , так и F изгиб для всех видов и обеих водных обработок (Таблица 2; Рис.3F, G). Соотношение F break / F bend , заменяющее баланс между силой и гибкостью, C. intermedia и H. laeve было уменьшено вытаптыванием (Таблица 2; Рис. 3H ). Вытаптывание увеличивало это соотношение у C. komarovii при низком содержании воды, но снижалось при высоком содержании воды и наоборот, у H. rhamnoides (Таблица 2; Рис. 3H).

Обсуждение

Большинство исследований вытаптывания было проведено на уровне сообществ [35] — [37], и лишь некоторые из них были посвящены пластической реакции отдельных растений.Однако в подвижных или полузакрепленных дюнах в засушливых районах, где растения имеют тенденцию к одиночному росту и поэтому растительность скудна [38], изучение реакции отдельных растений на вытаптывание более практично. Вытаптывание, использованное в нашем исследовании, имитировало относительно частые столкновения с овцами, наиболее распространенными пастбищами в песчаных землях Му Ус. Мы обнаружили, что вытаптывание не влияло на выживаемость сеянцев всех четырех видов и мало влияло на конечную биомассу, предполагая, что молодь этих древесных видов толерантна к вытаптыванию.

Вытаптывание уменьшило длину стебля и высоту по вертикали у четырех видов кустарников, что согласуется с предыдущими выводами по травянистым видам [13] — [15] и предполагает, что чувствительность высоты к вытаптыванию является обычной реакцией на вытаптывание. При вытаптывании растения могут вызывать различные другие изменения в морфологических и механических характеристиках на уровне всего растения, включая уменьшение размера листа [15] и размера семян [16], а также увеличение прочности стебля и листьев [10], [17]. Относительно небольшой лист может меньше пострадать от вытаптывания.Повышенная прочность может помочь листьям противостоять ударам. Однако наши результаты характеристик листа отличаются от других, очень вероятно, потому, что вытаптывание было непосредственно наложено на стебель в нашем исследовании, но на все растение в других исследованиях [10], [15]. Уменьшение удлинения стебля (за исключением C. komarovii ) и наклон за счет вытаптывания привело к уменьшению высоты вершины стебля от песка. Вытаптывание также увеличивало радиальный рост стебля. Более толстый шток может выдерживать большую самонагрузку и выдерживать большее внешнее воздействие.Следовательно, различия в диаметре могут способствовать большей жесткости на изгиб и большему сопротивлению изгибу и разрыву.

На песчаных землях Му Ус выпадает неравномерная межгодовая и внутригодовая неоднородность [19]. Обычно осадки в основном концентрируются с июля по сентябрь [21]. Таким образом, летнее время важно для прорастания семян и роста рассады. Быстрый рост в период вегетации может помочь маленьким саженцам противостоять внешним воздействиям. Вопреки нашим ожиданиям, влияние вытаптывания на механические характеристики четырех видов кустарников не зависело от наличия воды.Одним из основных эффектов вытаптывания как механического напряжения является уменьшение жесткости ствола (модуль Юнга, E ). В предыдущем исследовании наличие воды также не влияло на эффекты встряхивания (другого типа механического напряжения) на жесткость стержня H. laeve [38]. Однако для однолетнего растения Corispermum mongolicum было обнаружено, что встряхивание снижает жесткость ткани стебля при низкой доступности воды, но увеличивает ее при высокой доступности воды [39]. Таким образом, кажется, что реакция растений на механический стресс зависит от типа растения (кустарники против .травы) и силы стимуляции (один раз подавляющего стресса — вытаптывание против . другой тип. Тургорное давление играет более важную роль в определении жесткости стебля у травянистых растений, чем у древесных [40]. У древесных растений механические свойства стебля менее чувствительны к своему водному статусу.Механическая реакция древесных видов на механический стресс, вероятно, будет зависеть в основном от состава и количества тканей (например, паренхимы, склеренхимы, ксилемы, сосудистой ткани и т. д.), но не от тургорного давления.Однако устойчивость растений к внешним воздействиям зависит как от механических, так и от морфологических характеристик всего стебля. Хотя увеличение доступности воды не повлияло на жесткость ствола при вытаптывании, оно увеличило базальный диаметр и связанную с ним геометрическую жесткость, что позволило увеличить внешнее воздействие. Тем не менее, ответ травы Corispermum mongolicum может быть видоспецифической реакцией. Необходимо больше видов и работа, чтобы проверить реакцию древесных растений и трав на взаимодействие механического стресса и доступности воды.

Растения могут предотвратить механическое повреждение, построив гибкий стебель, который легко реконфигурируется для минимизации количества возникающих сил (предотвращение напряжений), построив прочные конструкции, устойчивые к большим силам (устойчивость к напряжению), или и то, и другое [41], [42]. Можно ожидать компромисса между прочностью и гибкостью, поскольку более толстые структуры прочнее, но менее гибки, чем более тонкие [41]. Такой компромисс неизбежно накладывает ограничения на выражение черт, связанных с обеими стратегиями.Поскольку вытаптывание мелких растений крупными млекопитающими представляет собой чрезвычайно большую силу, избегание стресса, скорее всего, является жизнеспособной стратегией предотвращения повреждений. Однако и вытаптывание, и увеличение доступности воды привели к получению более толстого ствола, что повысило устойчивость. В этом случае растениям необходимо установить благоприятный баланс между избеганием и толерантностью. В настоящем исследовании предотвращение напряжений характеризовалось обратной величиной минимальной изгибающей силы (1/ F изгиб ), допустимой нагрузкой на минимальную разрывную силу ( F , разрыв ) и балансом соотношением разрыва и усилие изгиба ( F разрыв / F изгиб ).В целом, мы обнаружили, что вытаптывание усиливает как F, , изгиб , так и F изгиб , что означает, что требуется больше усилий для сгибания или разрушения вытоптанных побегов. Увеличение диаметра стебля, вызванное вытаптыванием, и связанное с ним увеличение изгиба F и F изгиба согласуются с другими исследованиями о реакции растений на другие формы механического воздействия (например, ветер, трение и изгибание; [33] , [43], [44]). Эти последние формы механического напряжения обычно влекут за собой меньшие силы, чем вытаптывание.В полузасушливых регионах ветер является преобладающей формой механического стресса, и возможно, что тигмоморфогенные реакции у нашего вида действуют скорее для уменьшения ущерба от ветра, чем от вытаптывания.

С другой стороны, обычно вытаптывание увеличивало F изгиб больше, таким образом уменьшая значения F изгиба / F изгиба , отражая менее благоприятный баланс между прочностью и гибкостью. Исключение составляют C. komarovii в условиях маловодья и H.rhammoides в условиях повышенной водности, где вытаптывание увеличилось. F отрыв / F изгиб . Как утверждалось в предыдущем абзаце, эта повышенная сила за счет гибкости в ответ на топтание кажется неадаптивной, поскольку топтание представляет собой подавляющую силу. С другой стороны, наблюдаемое уменьшение угла наклона стебля может помочь снизить вероятность механического повреждения при вытаптывании, поскольку изгиб, необходимый для прижатия побега растения к почве, становится меньше.

В засушливых районах ресурсы распределены крайне неоднородно [45], что, возможно, приводит к большому разбросу фенотипической пластичности, особенно в сочетании с другими внешними стрессами. В этом исследовании мы обнаружили, что вытаптывание значительно повлияло на морфологические и механические характеристики, связанные с сопротивлением стебля изгибу и разрыву у всех четырех видов. Результаты также показывают, что вода играет важную роль в засушливых районах не только для роста, но и для устойчивости к вытаптыванию.Кроме того, влияние воды на компромисс между силой стебля и гибкостью, вызванное вытаптыванием, различается у разных видов. Однако значительного взаимодействия между механическими нарушениями и доступностью воды среди видов не наблюдалось. По сравнению с другими исследованиями [38], [39], вероятно, что взаимодействие чаще встречается у травянистых, чем у древесных видов. Необходима дополнительная работа для изучения потенциально различных взаимодействий между водой и механическим стрессом у разных видов.

Благодарности

Мы очень благодарны Ануку Кёйстерсу, Фреду Сислингу и Роэлу Вонку из Ботанического сада Утрехта, Утрехтский университет за их предложения и помощь в практической работе.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: LX SF NPRA MD MJAW. Проведены эксперименты: LX SF. Проанализированы данные: LX SF NPRA MD. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: MD MJAW. Написал статью: LX SF FHY NPRA MD.

Ссылки

  1. 1.Rusterholz H-P, Kissling M, Baur B (2009) Нарушения, вызванные вытаптыванием человека, изменяют продуктивность, половое воспроизводство и генетическое разнообразие клональной лесной травы. Перспективы экологии, эволюции и систематики растений 11: 17–29.
  2. 2. Соренсен Л.И., Микола Дж., Китовиита М.-М., Олофссон Дж. (2009) Вытаптывание и пространственная неоднородность объясняют численность деструкторов на субарктических пастбищах, подвергшихся моделированию выпаса оленей. Экосистемы 12: 830–842.
  3. 3.Сюй Л., Ю Ф-Х, Друнен Эв, Шивинг Ф., Донг М. и др. (2012) Вытаптывание, дефолиация и физиологическая интеграция влияют на рост, морфологические и механические свойства корневищного клонального дерева. Анналы ботаники 109: 1001–1008.
  4. 4. Hamberg L, Malmivaara-Lämsä M, Lehvävirta S, O’Hara RB, Kotze DJ (2010) Количественная оценка воздействия вытаптывания и краев среды обитания на растительность лесного подлеска — полевой эксперимент. Журнал экологического менеджмента 91: 1811–1820.
  5. 5. Кобаяши Т., Хори Ю., Номото Н. (1997) Влияние вытаптывания и удаления растительности на разнообразие видов и микросреду в различных условиях тени. Journal of Vegetation Science 8: 873–880.
  6. 6. Malmivaara-Lämsä M, Hamberg L, Löfström I, Vanha-Majamaa I, Niemelä J (2008) Устойчивость к вытаптыванию подроста в различных типах гемибореальных городских лесных участков в Финляндии. Городские экосистемы 11: 1–16.
  7. 7. Данн Т., Вестерн Д., Дитрих В.Е. (2011) Влияние вытаптывания крупного рогатого скота на растительность, инфильтрацию и эрозию тропических пастбищ.Журнал засушливых сред 75: 58–69.
  8. 8. Olff H, Ritchie M (1998) Влияние травоядных на разнообразие пастбищных растений. Дерево 13: 261–265.
  9. 9. Ибаньес Дж., Мартинес Дж., Шнабель С. (2007) Опустынивание из-за чрезмерного выпаса скота в динамичной коммерческой системе животноводство-трава-почва. Экологическое моделирование 205: 227–288.
  10. 10. Кобаяси Т., Икеда Х, Хон Й (1999) Анализ роста и репродуктивное распределение японских разнотравья и трав в зависимости от прочности органов при вытаптывании.Биология растений 1: 445–452.
  11. 11. Литтлмор Дж., Баркер С. (2003) Экологическая реакция наземной лесной флоры и почв на экспериментальное вытаптывание в британских городских лесных экосистемах. Городские экосистемы. 5: 257–276.
  12. 12. Роджерс К., Кокс Е., Ньютсон С. (2003) Эффекты механического разрушения и экспериментального вытаптывания гавайских кораллов. Экологический менеджмент 31: 377–384.
  13. 13. Андрес-Абеллан М., Лопес-Серрано FR, Мороте ФАГ, Серро-Барха А.Д. (2006) Оценка воздействия моделирования вытаптывания на естественную растительность средиземноморских склерофилловых лесов.Экологический мониторинг и оценка 120: 93–107.
  14. 14. Хилл Р., Пикеринг С. (2009) Различия в устойчивости трех типов субтропической растительности к экспериментальному вытаптыванию. Журнал экологического менеджмента 90: 1305–1312.
  15. 15. Sun D, ​​Liddle MJ (1993a) Морфологические характеристики растений и устойчивость к моделированному вытаптыванию. Экологический менеджмент 17: 551–521.
  16. 16. Меертс П., Гарнье Э. (1996) Вариация относительной скорости роста и ее компонентов у однолетника Polygonum aviculare в зависимости от нарушения среды обитания и размера семян.Oecologia 108: 438–445.
  17. 17. Sun D, ​​Liddle MJ (1993b) Устойчивость к вытаптыванию, гибкость стебля и прочность листьев в 9 австралийских травах и травах. Биологическая охрана 65: 35–41.
  18. 18. Striker GG, Mollard FPO, Grimoldi AA, León RJC, Insausti P (2011) Вытаптывание усиливает доминирование злаков над разнотравьем в мезокосмах затопленных лугов. Прикладная наука о растительности 14: 95–106.
  19. 19. Hanke W, Gröngröft A, Jürgens N, Schmiedel U (2011) Восстановление засушливых пастбищ: усиление пульсаций воды из-за зимних дождей низкой интенсивности.Журнал засушливых сред 75: 185–193.
  20. 20. Goodman AM, Ennos AR (1996) Сравнительное исследование реакции корней и побегов подсолнечника и кукурузы на механическое воздействие. Журнал экспериментальной ботаники 47: 1499–1507.
  21. 21. Чжан X-S (1994) Экологические предпосылки, принципы и оптимизированные модели управления пастбищными угодьями песчаных земель Маовусу. Acta Phytoecologica Sinica 18: 1–16.
  22. 22. Dong X-J, Zhang X-S, Yang B-Z (1997) Предварительное исследование водного баланса некоторых песчаных кустарников, основанное на измерениях транспирации в полевых условиях.Китайский журнал экологии растений 21: 208–225.
  23. 23. Цуй Н-В (1998) Флора Китая 42 (2). Пекин: Science Press.
  24. 24. Fang W-P (1983) Флора Китая 52 (2). Пекин: Science Press.
  25. 25. Фу К-Дж (1993) Флора Китая 42 (1). Пекин: Science Press.
  26. 26. Цзян И, Ли Би (1977) Флора Китая 63. Пекин: Science Press.
  27. 27. He B, Li G-Q, Xu D-B, Li T-J, Ni J-B (2006) Клональный рост и его экологическое значение Hippophae .Журнал Северо-Западного лесного университета 21: 54–59.
  28. 28. Zhang C-Y, Yang C, Dong M (2001) Клональная интеграция фотосинтатов в корневищном полукустарнике Hedysarum laeve . Acta Ecologica Sinica 21: 1986–1993.
  29. 29. Lin H-L, Hou F-J, Ren J-Z (2008) Оценка показателей интенсивности вытаптывания пастбищ. Acta Pratacul Turae Sinica 17: 85–92.
  30. 30. Anten NPR, von Wettberg EJ, Pawlowski M, Huber H (2009) Интерактивные эффекты спектрального затенения и механического напряжения на выражение лица и затраты на избегание тени.Американский натуралист 173: 241–255.
  31. 31. Jaffe MJ, Telewski FW, Cooke PW (1984) Thigmomorphogenesis: на механических свойствах механически нарушенных растений фасоли. Physiologia Plantarum 62: 73–78.
  32. 32. Niklas KJ (1996) Различия между листьями Acer saccharum на открытых и защищенных от ветра участках. Анналы ботаники 78: 61–66.
  33. 33. Anten NPR, Casado-Garcia R, Nagashima H (2005) Влияние механического стресса и плотности растений на механические характеристики, рост и воспроизводство растений табака в течение всей жизни. Американский натуралист 166: 650–660.
  34. 34. Гир Дж, Тимошенко С. (1999) Механика материалов. Челтнем: Стэнли Торнтон.
  35. 35. Боулз Дж. М., Маун М. А. (1982) Исследование воздействия вытаптывания на растительность песчаных дюн озера Гурон в провинциальном парке Пайнери. Биологическая охрана 24: 273–283.
  36. 36. Kutiel P, Kutiel H, Lavee H (2000) Реакция растительности на возможные сценарии изменения количества осадков вдоль средиземноморско-экстремально засушливого климатического разреза.Журнал засушливых сред 44: 277–290.
  37. 37. Liddle MJ (1975) Выборочный обзор экологического воздействия человека на естественные экосистемы. Биологическая охрана 8: 251–255.
  38. 38. Ван И-Х, Хэ В-М, Донг М, Ю Ф-Х, Чжан Л-Л и др. (2008) Влияние встряхивания на рост и механические свойства Hedysarum laeve может не зависеть от водного режима. Международный журнал наук о растениях 169: 503–508.
  39. 39.Ван И-Х, Хе В-М, Ю Ф-Х, Чжан Л-Л, Цуй Q-G и др. (2009) Влияние чистки на рост и механические свойства Corispermum mongolicum зависит от водного режима. Биология растений 11: 694–700.
  40. 40. Struik GJ (1965) Модели роста некоторых местных однолетних и многолетних трав в южном Висконсине. Экология 46: 401–420.
  41. 41. Puijalon S, Bouma TJ, Douady CJ, van Groenendael J, Anten NPR и др. (2011) Устойчивость растений к механическому воздействию: свидетельство компромисса между избеганием и толерантностью.Новый фитолог 191: 1141–1149.
  42. 42. Puijalon S, Léna J-P, Rivière N, Champagne J-Y, Rostan J-C и др. (2008) Фенотипическая пластичность в ответ на механическое воздействие: гидродинамические характеристики и приспособленность четырех видов водных растений. Новый фитолог 177: 907–917.
  43. 43. Биро Р.Л., Хант Э., Эрнер Й., Яффе М.Дж. (1980) Тигмоморфогенез: изменения клеточного деления и удлинения в междоузлиях механически нарушенных или обработанных этрелом растений фасоли. Анналы ботаники 45: 655–664.
  44. 44. Telewski FW (1990) Рост, плотность древесины и производство этилена в ответ на механическое возмущение в Pinus taeda . Канадский журнал исследований леса 20: 1277–1282.
  45. 45. Хаусман Д.К., Йегер С.М., Дарби Б.Дж., Сэнфорд Р.Л. мл., Куске С.Р. и др. (2007) Неоднородность питательных веществ почвы и подповерхностной биоты в экосистеме засушливых земель. Биология и биохимия почвы 39: 2138–2149.

Воздействие выпаса — предписанный выпас: методы управления

Экологические силы выпаса

Экологические факторы — травоядность, физическое воздействие и осаждение — пастбищных копытных животных сформировали естественные пастбищные экосистемы по всему миру.Пастбищные экосистемы развивались и зависят от травоядности, тяжелой работы копыт, отложений азота и разлагающихся туш крупных мигрирующих копытных. При попадании в экосистемы, которые не развивались в результате частого выпаса скота, эти силы могут изменить биологические сообщества и функции экосистемы.

Растения
Физическое воздействие
Отложение

Травоядные животные потребляют листья, стебли, цветы, семена растений, а иногда и корни растений.Характер травоядности во многом определяет состав, структуру и продуктивность растительного сообщества.

Фотография предоставлена: J Peaco / USDI NPS

Копытами, копытами и валянием пасущиеся животные вытаптывают растения, измельчают поверхность почвы, заделывают семена в почву и уплотняют почву.

Фотография предоставлена: B Lockhart / USDA FS www.forestryimages.org

Пастбищные животные способствуют круговороту питательных веществ, откладывая богатую азотом мочу и навоз, а их туши могут внести важный вклад в пищевую сеть.

Фотография предоставлена: J Schmidt / USDI NPS

Вернуться к началу

Влияние выпаса скота на окружающую среду

В системах выпаса, контролируемых человеком, вредное или благоприятное воздействие выпаса в значительной степени определяется тем, как и где используется выпас. Негативное воздействие выпаса скота часто является результатом неправильного использования. Выгоды от выпаса домашнего скота редко возникают случайно и, вероятно, являются результатом тщательной разработки программ, регулярного мониторинга и гибкости в изменении методов обработки.Экологические последствия выпаса скота зависят от типа экосистемы, растительного сообщества и условий конкретного участка.

Флора

Этот вид линии забора показывает эффект, который выпас может оказать на пастбище. Область справа подверглась выпасу, изменилась надземная биомасса и видовой состав. Фотография использована с разрешения J Ham / Kansas State Univ.

Выпас выбирает за или против видов растений

Выпас влияет на видовой состав растительного сообщества через то, что травоядные выбирают или избегают определенных растений, а также через различную устойчивость растений к выпасу (Szaro 1989).Продолжение избирательного выпаса может снизить конкурентоспособность пастбищных растений и освободить нетравимые виды от конкуренции. Вытаптывание также может неизбирательно травмировать растения и может снизить их конкурентоспособность и репродуктивную способность в растительном сообществе.

Изменения в выпасе Растительная структура

Физическая структура растительных сообществ часто изменяется из-за выпаса скота (Huntly, 1991). Флейшнер (1994) приводит ряд примеров, когда дефолиация в результате выпаса травоядных животных изменяла высоту растений и растительный покров, а также изменяла видовой состав, включая структурно различные типы растений.Вытаптывание также может изменить структуру растительных сообществ, разрушая и уничтожая растительность.

Выпас увеличивает или снижает производство биомассы

Копытные играют важную роль в регулировании первичной продукции (энергии, производимой в результате фотосинтеза) в пастбищных экосистемах (Huntly, 1991). Дефолиация может способствовать росту побегов и повысить уровень освещенности, влажность почвы и доступность питательных веществ (Frank et al. 1998). Однако чрезмерный выпас может значительно снизить производство биомассы.

Выпас увеличивает или снижает производство, распространение и прорастание семян

Выпас животных может снизить производство цветов и семян напрямую, потребляя репродуктивные структуры, или косвенно, подвергая растение стрессу и уменьшая энергию, доступную для развития семян. Пастбищные животные также могут рассеивать семена, перенося их в своей шерсти (мех, шерсть или волосы), ногах или пищеварительном тракте (Wallander et al. 1995, Lacey et al. 1992). Для некоторых видов растений выпас копытных может способствовать прорастанию семян, втаптывая семена в почву.

Фауна

Реакция диких животных на выпас домашних животных зависит от среды обитания. Хотя среда обитания диких животных может быть деградирована из-за неправильного выпаса скота, надлежащее управление часто улучшает среду обитания диких животных. Выпас скота может иметь прямое и косвенное воздействие на дикую природу. Прямые воздействия включают удаление и / или вытаптывание растительности, которая в противном случае использовалась бы для еды и укрытия, а также взаимодействия домашнего скота и диких животных, которые могут привести к перемещению диких животных или передаче болезней.Косвенные воздействия являются результатом изменений в составе, структуре и продуктивности растительного сообщества, которые вместе во многом определяют пригодность среды обитания диких животных.

Почвы

Выпас нарушает поверхность почвы

Вытаптывание, вытаптывание и валяние копытных животных нарушают почву и в некоторых случаях полностью разрушают почвенные корки (Fleischner 1994, Belsky and Gelbard 2000). Микробиотические почвенные корки играют важную роль в регулировании круговорота питательных веществ, производства биомассы, стабильности почвы и инфильтрации воды (Belnap 1994).В экосистемах, которые развивались с частым нарушением пастбищ, разрушение почвенной коры поддерживает естественные экосистемные процессы и биологические сообщества. Однако некоторые авторы утверждают, что в засушливых и полузасушливых экосистемах потеря микробиотических корок может иметь пагубные долгосрочные последствия (Belsky and Gelbard 2000, Fleischner 1994).

Выпас увеличивает или уменьшает эрозию

Уменьшение растительного покрова и нарушение поверхности почвы могут привести к усилению ветровой и водной эрозии (Belnap and Gillette 1998).Однако органические компоненты фекалий и мочи пасущихся животных могут создавать запасы органических веществ в почве, в результате чего почвы имеют повышенную водоудерживающую способность, повышенную скорость инфильтрации воды и улучшенную структурную стабильность. Эти изменения могут уменьшить потерю почвы в результате ветровой и водной эрозии (Hubbard et al. 2004).

Уплотнения для выпаса почвы

Самым серьезным эффектом вытаптывания может быть уплотнение почвы, которое повреждает корни растений (Watkins and Clements, 1978) и заставляет корни концентрироваться у поверхности почвы (Dormaar and Willms 1998).Эти изменения могут помешать растениям получить достаточно ресурсов для активного роста (Belsky and Gelbard 2000).

Выпас содержит органические вещества

Копыта крупных пасущихся копытных могут включать растительный материал в почву и увеличивать содержание органического вещества.

Экосистемные процессы

Выпас способствует круговороту питательных веществ и пищевой сети

Выпас скота увеличивает доступность минералов за счет увеличения круговорота питательных веществ на участках своих отходов и увеличения доступности азота для растений (Holland et al. 1992). В естественных системах выпаса разлагающиеся туши диких копытных служат пищей для разлагателей и падальщиков, составляя центральный узел в пищевой сети (Dunne et al. 2002). Однако в системах выпаса, управляемых людьми, туши домашнего скота часто удаляются из окружающей среды.

Выпас скота может изменить режим пожара

Частота, интенсивность и поведение пожаров во многом определяются типом, состоянием и количеством растительности (DiTomaso and Johnson 2006).Выпас изменяет характеристики топливной нагрузки, изменяя состав, структуру и биомассу растительного сообщества. Измененные виды топлива могут изменить циклы пожаротушения, интенсивность пожара и характер распространения. Это может привести к дальнейшим изменениям в составе растительного сообщества, поскольку огнестойкие популяции уступают место огнестойким. Выпас скота может использоваться для преднамеренного манипулирования топливными нагрузками при пожаре в предписанных программах сжигания (DiTomaso and Johnson 2006).

Вернуться к началу

Влияние выпаса на инвазивные растения

Силы и влияния, описанные выше, делают выпас скота ценным инструментом управления растительностью.В то время как неправильное использование выпаса домашнего скота может увеличить популяции инвазивных растений, надлежащее управление выпасом может способствовать желательной растительности и сокращать популяции инвазивных растений.

Неконтролируемый или неправильный выпас может способствовать инвазивным популяциям растений Надлежащее управление выпасом может подавить инвазивные популяции растений к
  • транспортировка семян через мех, лапы или пищеварительный тракт
  • подчеркивание желаемых растений и освобождение инвазивных видов от конкуренции
  • вызывает беспорядки и открывает ниши для вторжений
  • сокращение производства семян инвазивных растений
  • вызывает стресс у инвазивных растений и позволяет местным растениям более эффективно конкурировать

FSC (Совет полевых исследований) — Городские экосистемы


Одуванчик на тропинке,
показывая форму роста розетки

Последствия вытаптывания

Вытаптывание имеет некоторые эффекты, аналогичные кошению. См. Здесь обсуждение биотических различий, которые могут быть обнаружены в длинной и короткой траве, вызванные вытаптыванием или скашиванием, а также советы по проведению такого рода исследований. Вы также найдете информацию о том, как высота растительности влияет на форму роста растений.

Здесь мы рассмотрим, как степень вытаптывания влияет на видовой состав растительного сообщества и видовое богатство (количество присутствующих видов).

Растения, произрастающие на вырубленных участках, должны быть устойчивы к уплотнению почвы и его влиянию на почвенные условия.Однако на видовой состав растительного сообщества также будет влиять ряд других взаимодействующих факторов.

1. Растениям может быть нанесен физический ущерб в результате удаления верхушек и раздавливания, поэтому важно иметь правильную форму роста. Часто встречаются виды, способные образовывать розетки (например, подорожники, маргаритки и одуванчики).

2. Повреждение может также уменьшить цветение, поэтому еще одним преимуществом является способность к вегетативному размножению. У белого клевера листья поднимаются на свет на длинных стеблях.Главный стебель образует горизонтальный побег (столон), который удерживает точку роста близко к поверхности почвы и обеспечивает средство вегетативного размножения.

Клевер белый ( Trifolium repens )

3. Вытаптывание, как и скашивание, приводит к разной высоте растительности, поэтому конкуренция за свет может быть фактором (см. Здесь).

4. Сильное вытаптывание может привести к удалению части дерна и образованию голого грунта.Это может позволить новым видам колонизировать особенно менее энергичные виды, которые не являются хорошими конкурентами.

5. На голой земле и на коротком газоне растения, скорее всего, будут в состоянии выжить в условиях экстремальной относительной влажности и температуры. Например, особые формы роста мхов часто могут быть связаны с влажностью среды их обитания. Виды с дерновыми и подушечными формами, по-видимому, лучше сопротивляются высыханию, чем уток и маты, которые чаще всего встречаются в более высокой растительности.Это также важно при учете экологии стен.

Мох, образующий дерновину на голой земле Формирующий мох в высокой траве

6. Отложение подстилки и обрастания собак могут вызвать изменения в минеральном содержании почвы, хотя любое изменение трудно измерить без сложного оборудования.

Пример подорожника показывает, как взаимодействие ряда факторов определяет распространение двух близкородственных видов подорожника на вытаптывании

Полевые работы: измерение количества вытаптывания

Трудно измерить непосредственно количество вытаптывания.Однако, поскольку основным эффектом вытаптывания является уплотнение почвы, измерение скорости инфильтрации почвы (см. Здесь) часто может быть хорошим индикатором степени вытаптывания.

Уплотнение почвы уменьшает размер промежутков между частицами почвы и влияет на состояние почвы несколькими способами, как показано ниже.

Объяснение влияния вытаптывания на видовое богатство

Относительно небольшое количество видов, вероятно, смогут выжить в экстремальных условиях окружающей среды, например

  • на наиболее вытоптанных участках, где высока вероятность физического повреждения и почва очень плотная
  • на не вытаптываемых участках, где растительность высока и существует сильная конкуренция за свет

Именно на границе между двумя крайностями обычно встречается наибольшее количество видов.На краю вытоптанной территории виды меньше всего страдают от вытаптывания, но избегают слишком большой конкуренции с более активно растущими видами. На следующих 3 фотографиях показан разрез от центра интенсивно используемой пешеходной дорожки до краев.

Наиболее вытоптанная зона в центре пути

количество видов = 6

Граница между протоптанной и наименее вытоптанной площадкой

количество видов = 12

наименее протоптанная территория

количество видов = 3

Трансекта дорожки: большой подорожник спереди,
подорожник ребристый сзади

Пример из практики: распространение подорожника обыкновенного и подорожника большого на вымоченных территориях

Два вида подорожника, подорожник обыкновенный ( Plantago lanceolata ) и большой подорожник ( Plantago major ), очень распространены в травянистых районах Великобритании.

Если вы выполняете трансекту тропы с умеренным вытаптыванием (то есть там, где в центре тропы находится не только голая почва), вы, вероятно, обнаружите, что в более вытоптанном центре тропы больше растет подорожник. тропинка и более высокое обилие подорожника на менее протоптанных краях тропинки.

Подорожник обыкновенный менее приспособлен к сильно вытаптываемым участкам. Он менее устойчив к физическим повреждениям и с меньшей вероятностью будет расти в переувлажненной почве.

Напротив, большой подорожник наиболее распространен на сильно вытоптанной земле. Он очень устойчив к переувлажнению и физическим повреждениям из-за вытаптывания. Семена, которые лучше всего прорастают в открытом грунте.

Подорожник обыкновенный может легко изменять форму своего роста в зависимости от условий окружающей среды. У более короткой травы он растет в форме розетки с короткими листьями, прижатыми к земле, в то время как у более длинной травы его листья длиннее и более наклонены над землей. Его семена могут прорасти среди других растений.Эти факторы помогают ему расти на менее вытоптанных участках с более высокой растительностью, где есть большая конкуренция за достижение света.

Оба вида подорожников часто встречаются на вытапщенной земле. В таблице показано, насколько характеристики этих двух видов подходят для данной среды обитания.

Элемент Подорожник большой Подорожник Ribwort
Основная форма роста розетка розетка
Засуха толерантный не терпимо
Физический урон от топтания очень прочный Среднеустойчивый
Способность изменять форму роста в разных условиях может меняться легко меняется
Вегетативное размножение ограничено, но может образовывать дочерние розетки из боковых почек ограничено, но может образовывать короткие толстые корневища
Распространение семян Слизь на семенной оболочке становится очень липкой во влажном состоянии, позволяя семенам прилипать к животным, включая людей, а также к машинам, помогающим рассеивать семена вдоль путей Слизь на семенной оболочке становится очень липкой во влажном состоянии, позволяя семенам прилипать к животным, включая людей, а также к машинам, помогающим рассеивать семена вдоль путей
Всхожесть семян лучше всего у поверхности почвы на открытом нарушенном грунте Лучше всего работает на слегка уплотненной почве на открытом воздухе или среди растительности
Зимовка в виде маленьких розеток или под землей в виде маленьких розеток

Факторы, влияющие на прибрежные виды и среды обитания — Стратегия сохранения прибрежной зоны

По мере увеличения численности населения и деятельности людей в прибрежных водах Орегона и вокруг него, также увеличивается воздействие на рыбу, дикую природу и среду обитания, которую они используют. Факторы, влияющие на виды и их среду обитания, часто взаимосвязаны, и антропогенное воздействие может усугубляться естественными процессами. В этой главе определены факторы, которые могут отрицательно повлиять на ключевые прибрежные местообитания и виды и, возможно, потребуют действий управления. Кумулятивные воздействия следует рассматривать в дополнение к индивидуальным эффектам. Список факторов, влияющих на стратегические виды и их среду обитания, изначально разработанный для исходной прибрежной стратегии, был здесь пересмотрен в свете новой информации из научной литературы и отзывов исследователей, экспертов в данной области и общественности.

За последнее десятилетие новые исследования позволили лучше понять факторы, которые могут повлиять на прибрежную среду Орегона. Например, текущие исследования воздействия глобального изменения климата и закисления океана на организмы и среду обитания в прибрежных водах Орегона начинают описывать далеко идущие последствия этих стрессоров (рис. 7.1). Воздействие увеличения содержания углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере на морскую среду включает, помимо прочего, повышение температуры океана, повышение уровня моря, изменение циркуляции и погодных условий, а также изменения химического состава океана, которые могут повлиять на виды и места их обитания (Bindoff et al.2007 г., Осгуд 2008 г., Бриерли и Кингсфорд 2009 г., Хиксон и др. 2010 г., Mote et al. 2010, Hoegh-Guldberg and Bruno 2010, Rhein et al. 2013). Существуют новые анализы, которые дают представление об уязвимости многих видов к перелову (Essington et al. 2015, PFMC 2014) и его воздействию на экосистемы. Доступна дополнительная информация об устойчивых уровнях добычи и методов рыболовства (Dick and McCall 2010, Essington et al. 2015). Кроме того, за последние десять лет возникли новые проблемы с ресурсами, которые потенциально могут повлиять на виды, среду обитания и биологические сообщества. Например, повсеместное появление синдрома истощения морских звезд вдоль западного побережья и работы по развитию морских возобновляемых источников энергии вызвали озабоченность по поводу сохранения в Орегоне с 2006 года. В таблице 7.1 и тексте кратко резюмируются природные и антропогенные факторы, влияющие на стратегические виды и их среду обитания , наряду с потенциальными источниками этих факторов.

Рисунок 7.1. Диаграмма, показывающая воздействие увеличения содержания углекислого газа в атмосфере на мировые океаны, включая прибрежную и прибрежную среду Орегона, а также живущие там виды.

Таблица 7.1. Факторы, влияющие на прибрежную стратегию Виды и места обитания
Натуральные факторы Потенциальные источники
Изменение океанографических режимов
  • Эль-Ниньо
  • Ла-Нинья
  • Засуха (изменяет приток пресной воды)
  • Тихоокеанская декадная осцилляция
Болезни и биотоксины
  • Цветение вредоносных водорослей
  • Синдром истощения морских звезд
Утрата / изменение среды обитания
  • Землетрясения / цунами / извержения вулканов
  • Сильные штормы
  • Засуха (изменяет приток пресной воды)
Ухудшение качества воды
  • События гипоксии
  • Встречающиеся в природе токсичные соединения, такие как мышьяк
Антропогенные факторы Потенциальные источники
Инвазивные виды (включая занос болезни)
  • Аквакультура
  • Торговля аквариумными животными
  • Научно-исследовательские учреждения и общественные аквариумы
  • Некоторые рыболовные операции (e. g., икра сельди, которая может повлечь за собой ввоз водорослей, на которые может быть отложена икра)
  • Перевозка живых животных и растений
  • Судовые операции / транспорт / навигация
  • Балластные воды
Утрата / изменение среды обитания и океанографических режимов

  • Сельское и лесное хозяйство
  • Изменение притока пресной воды (созданное плотинами выше по течению и т. Д.)
  • Искусственные рифы
  • Аквакультура
  • Уход за пляжем
  • Изменение климата (глобальное потепление)
    • Повышенная температура воздуха и воды
    • Изменение характера апвеллинга и циркуляции океана
    • Повышение уровня моря
    • Измененные вводы рек
    • Более крупные штормовые явления (прибрежная эрозия)
    • Закисление океана и гипоксия
    • Стратификация океана
    • Эрозия
  • Питание на пляже
  • Развитие прибрежных зон и устьев
  • Дноуглубительные работы и утилизация дноуглубительных материалов
  • Дикинг
  • Способы и орудия лова (включая брошенные орудия лова)
  • Отходы рыбопереработки (повышенная мутность и поверхностные шлейфы)
  • Урожай организмов, формирующих среду обитания (e.г., ламинария, мидии)
  • В водных сооружениях (например, на пристанях, дамбах)
  • Морская горная промышленность
  • Разведка / разработка / добыча нефти и газа
  • Развитие морских возобновляемых источников энергии
  • Надводные сооружения (например, швартовные буи, плавучие доки)
  • Точечный источник разряда
  • Вывоз краеугольных пород с потерей
  • Прокладка подводных кабелей и трубопроводов
  • Вытаптывание (на скалистом приливе)
  • Судовые операции / транспорт / навигация
  • Сооружения водозабора / слива
  • Заболоченные земли и водные насыпи
Шумовое загрязнение / шумовое нарушение
  • Дноуглубительные работы
  • Разведка / разработка / добыча нефти и газа
  • Развитие морских возобновляемых источников энергии
  • Сейсмические исследования
  • Прокладка подводных кабелей и трубопроводов
  • Судовые операции / транспорт / навигация
  • Забивка свай / строительство морской стены
Разливы нефти
  • Сток из неточечных источников с прибрежных территорий (дороги, автостоянки, проезды и т. Д.))
  • Разведка / разработка / добыча нефти и газа
  • Прочие источники разлива (автомагистрали, поезда)
  • Судовые операции / транспорт / навигация
  • Развитие морских возобновляемых источников энергии
Чрезмерная эксплуатация
  • Прилов и случайный улов, связанный с коммерческим и любительским рыболовством, а также с научной коллекцией
  • Коллекция для научных, образовательных и общественных работ
  • Промышленное рыболовство / сбор урожая
  • Браконьерство / незаконный вылов
  • Любительская рыбалка / сбор урожая
Ухудшение качества воды Неточечные источники загрязнения:
  • Сток из сельскохозяйственных / питомников
  • Изменение температуры реки (методы землепользования)
  • Изменение климата (глобальное потепление)
    • Изменение температуры (глобальное потепление)
    • События гипоксии
    • Окисление океана
  • Отходы рыбопереработки
  • Земельная застройка
    • Строительство и содержание дорог
    • Сток из неисправных септиков
    • Ливневой сток
    • Городская / пригородная застройка
  • Пестициды / удобрения
  • Лесоводство / заготовка древесины

Точечный источник загрязнения:

  • Аквакультура
  • Вывоз дноуглубительных материалов
  • Дноуглубительные работы
  • Отходы рыбопереработки
  • Морская горная промышленность
  • Сброс в океан
  • Развитие морских возобновляемых источников энергии
  • Разведка / разработка / добыча нефти и газа
  • Слив сточных вод
  • Прокладка подводных кабелей и трубопроводов
  • Судовые операции / транспорт / навигация
Нарушение дикой природы
  • Самолет
  • Катание на лодках (рекреационное и коммерческое)
  • Пешие прогулки / присутствие людей / вытаптывание
  • Световое загрязнение
  • Шумовое загрязнение
  • Разведка / разработка / добыча нефти и газа
  • Разработка морских возобновляемых источников энергии Научные исследования
  • Транспортные средства (ездят на пляже)
  • Наблюдение за китами и наблюдение за дикой природой

Изменение климата и подкисление океана

Межправительственная группа экспертов по изменению климата обнаружила, что климат Земли нагревается в результате увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере (IPPC 2007). Более широкие изменения климата Земли, безусловно, повлияют на динамику прибрежного океана Орегона. Кроме того, поглощение углекислого газа изменяет химическое равновесие морской воды, что приводит к закислению океана (IPCC 2007). Воздействие изменения климата на морскую среду включает повышение температуры океана, повышение уровня моря, изменение океанической циркуляции и погодных условий, закисление океана и другие изменения химического состава океана. С 2013 по 2015 год Группа ученых из Калифорнии, Орегона, Вашингтона и Британской Колумбии провела совещание Группы ученых из Калифорнии, Орегона, Вашингтона и Британской Колумбии, чтобы выявить пробелы в стратегических данных и разработать рекомендации по исследованиям и управлению для лиц, принимающих решения на уровне штата и федерации. .В течение последних 10 лет подкисление океана стало приоритетом для лиц, принимающих решения на региональном и национальном уровнях, включая обязательства и политическое внимание со стороны Сотрудничества Тихоокеанского побережья, Альянса губернатора Западного побережья по охране здоровья океана, Национального управления океанографии и атмосферы и других.

Из-за сложности океана и относительной нехватки исследований в различных масштабах, конкретные воздействия изменения климата и закисления океана на прибрежную среду Орегона не совсем ясны, но есть признаки (Mote et al.2010 г., Hixon et al. 2010). Чтобы получить представление о потенциальных воздействиях изменения климата и закисления океана, а также направить будущие усилия по управлению, ODFW разработал для обновления Стратегии 2012 года политический анализ факторов изменения климата, которые, как известно, или, как ожидается, будут влиять на прибрежные ресурсы. Этот анализ представлен в техническом дополнении, предназначенном для использования распорядителями ресурсов и лицами, принимающими решения, а также в серии информационных бюллетеней, освещающих воздействия на среды обитания прибрежной зоны (ODFW 2012a, 2012b, 2012c, 2012d). Техническое приложение и информационные бюллетени включены в качестве приложений в это обновленное издание Стратегии прибрежных районов (см. Приложения от A до D).

Ухудшение качества воды

Плохое качество воды может быть вызвано как естественными, так и антропогенными источниками и имеет далеко идущие и прямые последствия для прибрежных видов и их местообитаний. Природные источники включают вредоносное цветение водорослей, которые производят токсины и отложения из ливневых стоков, увеличивающие мутность. Антропогенное загрязнение из точечных и неточечных источников может существенно изменить качество морской и устьевой воды.Согласно отчету о состоянии прибрежных территорий Агентства по охране окружающей среды за 2012 год ( EPA 2012), городские стоки и ливневые стоки являются основными источниками загрязнения прибрежных вод США. Эти сбросы могут включать пестициды, тяжелые металлы, отложения, мусор, питательные вещества, бактерии, нефтепродукты и сточные воды. Закрытие пляжей из-за рисков для здоровья в результате сбросов загрязняющих веществ вызывает беспокойство в Орегоне в связи с ускорением развития прибрежных районов и ростом населения.Атмосферный углекислый газ, поглощаемый водами океана, привел к более кислой воде океана в Орегоне (Feely et al. 2008). Все эти факторы могут по-разному влиять на прибрежные виды и их среду обитания и могут иметь более серьезные кумулятивные эффекты, когда они встречаются вместе.

Изменение или утрата среды обитания

Все среды обитания, обнаруженные в прибрежных средах, уязвимы для изменения или утраты среды обитания, что приводит к воздействию на виды, которые используют эти области во время нереста, выращивания, размножения, кормления, укрытия и других этапов жизни.Факторы, которые могут ухудшить среду обитания, являются результатом как естественных, так и антропогенных причин. Примеры включают развитие прибрежных районов и связанное с ними строительство, укрепление береговой линии и изменение гидрологического режима; дноуглубительные работы и утилизация дноуглубительных материалов; аквакультура; и глобальное изменение климата. Эффекты могут быть прямыми или косвенными, различной интенсивности и продолжительности, и множество факторов могут взаимодействовать, создавая значительные кумулятивные воздействия.

Прибойная корюшка и тихоокеанская песчанка представляют собой пример видов, затронутых изменением песчаных местообитаний приливной зоны.Эти кормовые виды рыб нерестятся на пляжах в приливной зоне. Антропогенные модификации пляжа сокращают количество потомства, производимого корюльей, а также могут повлиять на нерест тихоокеанских песчанок и их место обитания для зимнего выращивания (Rice 2006, Krueger et al. 2010). Эстуарные места обитания были изменены или утрачены из-за деятельности человека в области развития, такой как дноуглубительные работы, насыпка, насыпь, гидрологические модификации и урбанизация. Соляные болота и другие типы водно-болотных угодий были вырублены, осушены и превращены в пастбища, что привело к существенному изменению или утрате среды обитания.Промышленное и жилое строительство, новые сваи, доки или мосты, а также методы аквакультуры, которые сокращают заросли угря и беспокоят зимних водоплавающих птиц, также связаны с изменением или утратой среды обитания. Развитие устья ближе к океану также может повлиять на среду обитания. Например, строительство и обслуживание пристаней, пирсов, волноломов, пристаней для яхт и судоходных каналов, включая утилизацию дноуглубительных материалов, может изменить среду обитания и повлиять на виды стратегии прибрежных прибрежных районов штата Орегон.

Брошенные орудия лова включают сети, лески, горшки или другие отходы коммерческого или любительского рыболовства, брошенные или утерянные и оставленные без присмотра в морской среде.Брошенные орудия лова могут нарушить среду обитания на каменистых рифах и в сублиторальной зоне с мягким дном. Кроме того, брошенные снасти представляют опасность и в неритической зоне, где они могут продолжать ловить, ранить или убивать запутавшихся рыб, моллюсков, птиц и морских млекопитающих. По оценкам, ежегодно 10 000 ловушек для крабов теряются и становятся заброшенными (ODFW 2014). В рамках совместных проектов ODFW и рыболовной промышленности по удалению брошенных снастей в 2009 и 2010 годах у побережья Орегона было восстановлено более 3100 ловушек для крабов и связанных с ними буев, большинство из которых все еще находятся в рабочем состоянии.Морские организмы, собранные в этих горшках, были возвращены в море, в том числе более 6000 крабов Дандженесс законного размера. Эти усилия были продолжены, и теперь существует программа разрешений для судов добровольно собирать заброшенные ловушки для крабов каждый год после окончания сезона ловли крабов. В 2014 году было восстановлено почти 650 горшков. Потеря других типов шестерен документирована не так хорошо.

По мере того, как земля нагревается из-за глобального изменения климата, основным резервуаром тепловой энергии является океан. Прибрежные поверхностные воды Орегона (<~ 650 футов или 200 метров) нагрелись в среднем на 0.5º F (0,3º C) за десятилетие в течение этого периода времени и, по прогнозам, к середине 21 — го и века увеличится еще примерно на 2,2 º F (1,2º C) (Mote et al. 2010). Повышение температуры океана, по-видимому, вызывает сдвиг на север в распределении рыбы и других мобильных животных, что, вероятно, связано с требованиями к температуре, характерными для конкретных видов (McKinnell et al. 2010, Perry et al. 2005). Движение морских рыб к полюсу действительно может увеличить видовое богатство в умеренных широтах.Виды, демонстрирующие эти сдвиги или расширение ареала, имеют тенденцию быть меньше, что изменяет поток энергии через пищевую сеть и изменяет динамику экосистемы. Сдвиг населения к полюсам также может быть связан с доступностью источников пищи, связанных с температурой. Некоторые виды рыб демонстрируют повышенный рост и выживаемость при наличии зоопланктона в прохладной воде, поскольку эта пищевая база обеспечивает большую биомассу и более высокое содержание энергии.

Изменение океанографических режимов

Прибрежные экосистемы зависят от динамических океанографических процессов, таких как течения, апвеллинг, приток пресной воды и перенос наносов.Изменение океанографических режимов может быть вызвано как антропогенными факторами стресса (например, изменение климата или изменение режимов стока из-за плотин), так и природными факторами (например, Эль-Ниньо и Тихоокеанская декадная осцилляция).

Прибрежный апвеллинг, вызываемый весенними и летними северными ветрами, обеспечивает питательными веществами, которые делают океанскую среду Орегона такой продуктивной. Одной из причин, по которой прибрежная экосистема Орегона является продуктивной, является особый характер апвеллинга, который начинается ранней весной, а затем периодически происходит весной и летом (Menge and Menge 2013).Появляется все больше свидетельств того, что со временем апвеллинг будет увеличиваться по интенсивности, будет менее прерывистым и начнется в конце года, главным образом, из-за изменений в характере ветра в результате глобального изменения климата (Bakun 1990, Barth et al. 2007, Iles et al. 2012, Sydeman et al.2014). Эти сдвиги в структуре апвеллинга изменят экосистему за пределами Орегона, но точный характер и серьезность изменений еще не известны. Температура воды является ключевым фактором в определении силы перемешивания в прибрежной зоне, при этом более высокие температуры препятствуют перемешиванию, поскольку стратифицированные слои теплых поверхностных вод труднее смешиваются с более холодной и глубокой водой.По мере потепления климата верхние слои океана почти наверняка будут в среднем более стратифицированными. Термоклин (относительно отчетливый слой крутого температурного градиента) на 32 — 65 футов (10 — 20 метров) глубже от Орегона в начале 21 — го века по сравнению с серединой 20 — го — го века (Huyer et al. 2007 г.). Более сильная стратификация сделает перемешивание океана из-за режима ветра менее эффективным для выноса питательных веществ на поверхность, тем самым снизив первичную продуктивность (Hoegh-Guldberg and Bruno 2010).

Побережье Орегона имеет сложную береговую линию, состоящую из пляжей, устьев и скалистых берегов, а также искусственных сооружений, таких как причалы. Причалы, волнорезы и другие сооружения, встроенные в воду с берега, могут изменить глубину и форму близлежащего песчаного дна и могут изменить локальные океанографические характеристики, такие как характер течений и перенос наносов. В Орегоне общая длина причалов превышает 19,5 миль, при этом около девяти миль сооружения уходят в океан за линией прилива (ODFW 1994).Структуры стабилизации береговой линии, такие как каменная наброска и дамбы, были построены во многих развитых районах вдоль побережья Орегона для защиты прибрежной собственности от эрозии из-за воздействия волн. Эти структуры могут блокировать или изменять естественный литоральный дрейф песка вдоль побережья и могут лишать некоторые пляжи песка, в то время как в других областях увеличивать отложение песка (Браун и Маклахлан, 1990).

Изменение гидрологического режима в верховьях пресноводных систем может иметь последствия для устьевой и прибрежной среды ниже по течению.Плотины, расположенные на реках, могут служить источниками гидроэнергии, действовать как резервуары для хранения воды или использоваться для борьбы с наводнениями. Плотины могут изменить количество и время притока пресной воды в устья рек и прибрежный океан. Это может привести к изменению фронтов речного шлейфа в морской среде, в том числе к изменениям направления потока речного шлейфа, доступности питательных веществ и наносов, попадающих в морскую систему, а также к изменениям химического состава воды из-за подавления перемешивания свежих и соленая вода.Эти изменения, в свою очередь, могут повлиять на виды, зависящие от микропредприятий речного шлейфа, и изменить видовой состав в данном районе.

В последнее десятилетие у побережья центрального Орегона часто происходили явления гипоксии (низкого содержания кислорода). В 2002 году особенно сильное гипоксическое явление привело к гибели крабов и рыб в прибрежной среде. Ретроспективный анализ показывает, что эти плотные, холодные воды с низким содержанием кислорода переносятся из залива Аляска на юг по отрыву шельфа, где они затем могут быть втянуты на континентальный шельф в условиях апвеллинга, характерных для побережья Орегона в течение лета.В течение 2002 года этот гипоксический перенос воды совпал с последующим периодом более спокойных ветров, что привело к стратификации прибрежных вод, ограниченному перемешиванию воды и усугубило гипоксическое явление, которое привело к наблюдаемой гибели рыб (Grantham et al., 2004). Гипоксические явления в прибрежных водах также наблюдались в 2004 и 2005 годах. В 2006 году аноксические условия были впервые задокументированы в прибрежных водах Орегона, и после изучения пяти десятилетий имеющихся данных ученые пришли к выводу, что эти типы гипоксических и аноксических условий на внутреннем континентальном шельфе у берегов Орегона не были очевидны до 2000 года и могли быть результатом изменения климата и связанных с ним изменений химического состава океана (Chan et al., 2008).

Чрезмерная эксплуатация

Управление рыболовства штата Орегон на федеральном и региональном уровне соблюдает строгие требования по обеспечению устойчивости, используя самую лучшую имеющуюся информацию и применяя предупредительный подход, когда данные скудны или неопределенность высока. Благодаря этому штат Орегон признан лидером в области мониторинга и управления рыболовством. Несмотря на многочисленные успехи, нерациональная чрезмерная эксплуатация из-за чрезмерного вылова, прилова или сбора продолжает вызывать беспокойство у некоторых прибрежных видов и мест обитания.Это включает вылов прибрежных ресурсов для потребления или использования людьми, случайный прилов при рыболовстве и незаконное браконьерство, а также сбор для научных исследований, выставок в аквариумах или в образовательных целях. Чрезмерная эксплуатация напрямую влияет на популяции целевых или приловных видов и косвенно влияет на прибрежные виды, изменяя трофические сети и динамику сообществ.

Пример — удаление крупных хищников из неритических вод. Крупные хищники часто играют ключевую роль в определении распределения по глубине и скопления добычи.Их удаление может привести к изменениям в поведении при поиске пищи и успеху целого ряда других хищников в системе (Dayton et al. 2002). Кроме того, многие виды прибрежных скалистых рифов уязвимы для чрезмерной эксплуатации из-за совокупного воздействия низкой продуктивности и нечастого пополнения, усугубляемого случайным приловом при нецелевом промысле (например, желтоглазый морской окунь).

Шумовое загрязнение

Шум, вызываемый работой судов, гидролокаторами, разработкой или добычей энергии на море, дноуглубительными работами, строительством и сейсмическими исследованиями, может беспокоить популяции морских млекопитающих и рыб в прибрежных и устьевых местах обитания.Акустические помехи могут вызывать стресс, смещение или даже повреждение людей в пораженной области. Морские млекопитающие в значительной степени полагаются на звук, чтобы общаться и перемещаться по океанам. Многочисленные исследования продемонстрировали изменения в поведении морских млекопитающих в ответ на воздействие антропогенной деятельности (Nowacek et al. 2007). Эти реакции варьировались от незначительных краткосрочных поведенческих изменений до долгосрочных воздействий на уровне популяции (Richardson et al. 1995, Lusseau 2003, Consantine et al. 2004). Китообразные особенно уязвимы к шуму, особенно морская свинья (Tougaard et al.2012), наряду с серыми китами (Malme et al., 1983).

Большинство видов рыб обладают слухом, но конкретные исследования слуха проводились только на очень небольшой части видов, и очень мало исследований по воздействию антропогенного шума на рыбу. Томсен и др. (2006), Гастингс и Поппер (2005), Поппер и Гастингс (2009) и Поппер и др. (2014) проанализировали экспертные обзоры и серую литературу о влиянии шума на рыб, а Popper и др. (2014) предложили руководящие принципы воздействия звука на рыбу. Шум может влиять на поведение рыб, их общение и, в крайних случаях, вызывать прямое повреждение тканей, приводящее к немедленной или отсроченной смертности (Томсен и др., 2006; Гастингс и Поппер, 2005; Поппер и Гастингс, 2009; Поппер и др., 2014). Поведенческое избегание шума может повлиять на миграцию и стайку рыб, что может повлиять на поиск пищи, избегание хищников или репродуктивный успех.

Разливы нефти

Разливы нефти могут иметь разрушительные последствия для прибрежных рыб, диких животных и мест обитания.Источники разливов нефти могут включать аварии танкеров, непреднамеренные разливы в результате очистки нефтяных резервуаров в море и сток из наземных источников, таких как дороги. Водорастворимые компоненты различных типов сырой нефти и нефтепродуктов содержат соединения, токсичные для многих видов морских растений и животных. Перья морских птиц, подвергшиеся воздействию масла, теряют свои водоотталкивающие свойства, и птицы могут проглатывать масло, которое их отравляет. Морские птицы, которые кормятся в приливной зоне на песчаном пляже или в зоне прибоя, особенно уязвимы для загрязнения нефтью, которое может привести к смерти (Brown and McLachlan 1990; Clark 2001).Кроме того, большое количество застрявшего масла может задушить и убить морские организмы.

Все среды обитания в водах Орегона уязвимы для разливов нефти. Тип разлитой нефти, степень выветривания нефти или нефтепродуктов, когда они достигают берега, характеристики субстрата и уровень воздействия энергии волн — все это факторы, которые влияют на степень повреждения мест обитания на береговой линии и связанных с ними организмов.

Морские водорастворимые фракции сырой нефти и нефтепродуктов могут оказывать немедленное токсическое воздействие на все стадии жизни морских организмов у поверхности воды.Предполагается, что планктон, встречающийся в верхних слоях водной толщи, подвергается особому риску, поскольку они будут подвергаться воздействию самых высоких концентраций водорастворимых соединений, вымываемых из разлитой нефти. Изменения в производстве фитопланктона, вызванные разливом нефти, могут иметь косвенные последствия для микрофауны и макрофауны, которые зависят от количества и качества первичной продуктивности фитопланктона. Изменения продуктивности фитопланктона, по-видимому, продолжаются только в течение коротких периодов времени и оказывают большее влияние на океанические, чем прибрежные виды (Brown and McLachlan 1990; Clark 2001, González et al.2009 г.).

Лунья водорослей уязвимы для воздействия сырой нефти и нефтепродуктов, потому что плавающая нефть с большей вероятностью окажет воздействие на растения и животных на поверхности воды, чем на тех, кто находится глубже в толще воды. Исследования в штате Вашингтон показали, что выветрившееся дизельное топливо было наиболее токсичным для бычьих водорослей ( Nereocystis luetkeana ). Исследование также показало, что необработанное промежуточное жидкое топливо, неответренное дизельное топливо, выветренное промежуточное жидкое топливо, невыветрившаяся сырая нефть и выветренная сырая нефть обладают снижающейся токсичностью, соответственно (O’Clair and Lindstrom 2000).

Инвазивные виды

Глобализация увеличила скорость интродукции неместных видов в новые места обитания, где они могут быть инвазивными. Неместные и инвазивные виды вызывают озабоченность в устьях и прибрежных водах Орегона. Неместные виды прибывают разными путями, включая выпуск в аквариум, ускользание от аквакультуры, преднамеренную интродукцию, автостоп на лодках или рекреационном оборудовании, упаковку и утилизацию морепродуктов и, возможно, самое главное, балластную воду.Судовой балласт, как известно, переносит жизнеспособные организмы из одного водоема в другой, и, по оценкам, более двух третей недавних интродукций видов в морские и прибрежные районы, вероятно, связаны с этим переносчиком с судов. Международное судоходство (включая его компонент водяного балласта), за которым следует аквакультура, были определены как два основных источника интродукции морских и устьевых инвазивных видов во всем мире (Molnar et al. 2008).

Неместные виды могут оказывать неблагоприятное воздействие на местные виды различными способами, включая конкуренцию за пищу и пространство, распространение болезней, появившихся в этом районе, производство токсинов.Выявление первых прибывающих особей неместных видов может быть «ключом» к борьбе с инвазиями, поскольку их легче всего искоренить или сдержать. Это подчеркивает важность программ профилактики и мониторинга. На вторжения труднее реагировать с течением времени по мере увеличения численности населения.

Одно хорошо задокументированное вторжение в Орегон — это изопода Гриффена ( Orthione griffenis ), произрастающая в Азии и, вероятно, занесенная с судовым балластом в 1980-х годах.Этот паразитический изопод может набирать достаточно крови из синей грязевой креветки ( Upogebia pugettensis ), чтобы предотвратить ее размножение. Появление этого паразита было связано со значительным сокращением популяции синей грязевой креветки во многих эстуариях северо-запада Тихого океана (Griffen 2009, Dumbauld et al. 2011, Chapman et al. 2012).

Еще одно хорошо задокументированное вторжение — европейский зеленый краб ( Carcinus maenas ), произрастающий на северо-востоке Атлантического побережья и побережья Балтийского моря, который впервые был замечен в заливе Сан-Франциско в 1989 году.Личинки Pelagic Carcinus могут выживать до 80 дней в прибрежных водах, а затем возвращаться в соседние заливы и эстуарии для поселения. Распространение Carcinus из залива Сан-Франциско, вероятно, произошло по прибрежным течениям на юг к заливу Монтерей и на север к заливу Гумбольдт, Калифорния. Распространение на залив Кус, залив Якина, Орегон, залив Уиллапа и гавань Грейс, штат Вашингтон, и западное побережье острова Ванкувер произошло после сильного Эль-Ниньо 1997/1998 года. Расширение Carcinus до восточного побережья U.От Южного до Мэна произошел приблизительно 120-летний период, кульминацией которого стал крах индустрии моллюсков с мягкой оболочкой в ​​штате Мэн. Carcinus может угрожать рыболовству краба, устрицы и моллюсков Дандженесса, а также аквакультуре на северо-западе Тихого океана.

Личинки европейского зеленого краба и изопод азиатского гриффена имеют относительно длинные пелагические фазы, которые выживают только в океане. Недавно представленный моллюск с пурпурным лаком Nuttallia obscurata распространился вдоль побережья за счет планктонного распространения.Таким образом, прибрежные условия океана являются критическими детерминантами биологических инвазий устьев рек, но процессы и возможные стратегии управления для ограничения распространения инвазивных видов в океане неизвестны.

Эстуарии особенно чувствительны к неблагоприятному воздействию инвазивных растений и животных. Инвазивные растения могут изменять циркуляцию воды и структуру отложений. Например, кордовый лист обыкновенный, который был зарегистрирован в двух устьях Орегона и хорошо прижился в Вашингтоне и Калифорнии, сокращает плоские среды обитания с грязью, нарушает потоки питательных веществ, вытесняет местные растения и животных и задерживает отложения, что изменяет профиль пляжа и воду тираж.Три других вида кордовых трав вторглись на побережье Тихого океана и потенциально могут представлять угрозу для устьев рек.

Во время обновления стратегии прибрежных районов 2012 года сотрудники ODFW сначала работали с экспертами для выявления неместных видов и потенциально инвазивных видов, которые, как известно, встречаются в прибрежных водах океана и эстуариях Орегона, Калифорнии и Вашингтона. Эта информация обновлена ​​в редакции 2015 года. Более 200 неместных видов были идентифицированы в морских и устьевых водах Орегона, 14 из которых были классифицированы как инвазивные (см. Приложение G).

Нарушение дикой природы

Скалистые берега, песчаные пляжи, эстуарии и прилегающие к ним наземные среды обитания важны для морских птиц, куликов, ластоногих и других видов диких животных в качестве кормовых участков, гнездовий и лежбищ. Присутствие человека может потревожить дикую природу на этих важных территориях. Неблагоприятные эффекты, связанные с нарушением покоя диких животных, могут включать кратковременное или постоянное оставление яиц или молоди взрослыми особями, изменения в поиске пищи или другом поведении, а также повышенную восприимчивость к хищникам.Присутствие человека, приводящее к нарушению покоя дикой природы, может быть связано с такими видами деятельности, как пешие прогулки / походы, наблюдение за дикой природой, катание на лодках (моторизованных и механических), летящие поблизости самолеты, образовательные экскурсии или научные исследования.

Цветение вредоносных водорослей

Вредное цветение водорослей в морских водах может привести к гибели рыб, морских млекопитающих и птиц и поставить под угрозу здоровье человека, если образующиеся токсины концентрируются в моллюсках и других видах, потребляемых в пищу. Вредоносное цветение водорослей увеличивается во всем мире (Gilbert et al.2005), и эта повышенная частота и интенсивность была связана с изменением климата. С вредоносным цветением водорослей в морских водах Орегона связаны две основные формы токсического воздействия: паралитическое отравление моллюсками и отравление домоевой кислотой (Lewitus et al. 2012). Оба токсина могут поражать морских птиц и млекопитающих, а также людей. Паралитическое отравление моллюсками связано с набором токсинов, вырабатываемых при цветении фитопланктонных диатомовых водорослей, принадлежащих к роду Alexandrium . Несколько видов диатомовых водорослей из рода Pseudo-nitzschia продуцируют домоевую кислоту, которая вызывает амнезиальное отравление моллюсками у людей.Эти диатомовые водоросли и производимые ими токсины концентрируются организмами, которые питаются ими напрямую. Биоаккумуляторами токсинов являются многочисленные виды, включая бритвенных моллюсков, мидий, тихоокеанских моллюсков, геоков и манильских моллюсков, тихоокеанских устриц, дандженских и каменных крабов, тихоокеанских сардин, тихоокеанских анчоусов и рыночных кальмаров. Кроме того, тысячи морских птиц были убиты у берегов Орегона и Вашингтона в 2009 году из-за временного цветения динофлагеллаты, которая образует пену, подобную поверхностно-активному веществу, которая разрушает водостойкое покрытие их перьев.

Болезнь

В 2013 году на западном побережье была обнаружена вспышка синдрома истощения морских звезд, которая привела к быстрой дегенерации, гибели и исчезновению многих морских звезд в прибрежных водах Орегона. Подобные вспышки периодически происходили в течение последних четырех десятилетий, хотя никогда раньше не достигали таких масштабов, как самая последняя вспышка. Охристая звезда ( Pisaster ochraceus ) и подсолнечная звезда ( Pycnopodia helianthoides ) — два из многих видов, подверженных синдрому истощения морской звезды.Поскольку оба этих вида являются краеугольными хищниками, вероятно, будут изменения на более низких трофических уровнях, хотя степень до сих пор неизвестна. В настоящее время причина заболевания неясна, но, похоже, есть связь с денсовирусом (Hewson et al. 2014). Необходимы дальнейшие исследования и мониторинг, чтобы лучше понять причины и потенциальные последствия.

Дополнительная информация о болезнях, вызывающих озабоченность у прибрежных видов, включая те, которые поражают морских млекопитающих, птиц, рыб и беспозвоночных, представлена ​​в Стратегии сохранения штата Орегон наряду с болезнями, поражающими наземные и пресноводные виды.

Чувствительность к неблагоприятным воздействиям природных и антропогенных факторов

Степень и серьезность неблагоприятных воздействий будет зависеть от конкретных событий, условий окружающей среды, присутствия видов, сопутствующих факторов и т. Д. Некоторые из факторов, описанных в этом разделе, являются мелкомасштабными, локализованными и / или краткосрочными, с потенциальные неблагоприятные воздействия ограничены по географическому и временному масштабу. Другие могут иметь гораздо более обширные эффекты. В таблице 7.2 представлена ​​наиболее вероятная чувствительность каждого стратегического вида к основным категориям антропогенных (7.2а) и естественных (7.2б) факторов.

Обзор стратегии: подкисление океана

Равновесная химическая реакция приводит к закислению океана с увеличением растворенного углекислого газа в морской воде.

Газы из земной атмосферы поглощаются океанскими водами.Количество углекислого газа в атмосфере Земли значительно увеличилось с начала индустриальной эры, которая началась примерно 150 лет назад. Закисление океана, которое называют «злым двойником» глобального изменения климата, является результатом поглощения углекислого газа, добавленного в атмосферу Земли, водами океана. Примерно треть углекислого газа, добавленного в атмосферу Земли в результате деятельности человека, была поглощена океанскими водами. Способность океана поглощать атмосферный углекислый газ и быть его «стоком» уменьшится в 21 веке.Хотя закисление океана и изменение климата часто смешивают, это ни в коем случае не одно и то же. Этот океанский «сток» замедлил накопление углекислого газа в нашей атмосфере и его воздействие на климат Земли, но в результате изменился химический баланс морской воды, который является уникальным для окружающей среды океана. Более подробную информацию о потенциальных последствиях как глобального изменения климата, так и закисления океана для прибрежных видов и мест обитания Орегона можно найти в приложениях 2012 года к прибрежной стратегии штата Орегон (см. Приложения A-D).

Углекислый газ, растворенный в морской воде, является компонентом равновесной химической реакции. Баланс смещается в сторону создания большего количества углекислоты по мере увеличения количества растворенного диоксида углерода. Более кислая морская вода снижает доступность строительных блоков карбонатных ионов, которые необходимы морским организмам для формирования их скелетов и раковин (см. Диаграмму). Воды глубокого океана, естественно, имеют меньшую доступность карбонит-ионов и более кислые. Весенний и летний апвеллинг, который приносит глубокие богатые питательными веществами воды в прибрежные воды Орегона, также приносит более агрессивные кислые воды.Было показано, что воздействие более кислой воды препятствует образованию раковин, сокращает индивидуальный размер и численность популяции, а также вызывает изменения в поведении, влияющие на выживание морских организмов. Калифорнийские мидии, ракушки с гусиной шеей, пелагические морские улитки, называемые птероподами, которые являются пищей для лосося, крабов-отшельников и морских рыб, относятся к числу организмов, для которых эти эффекты были зарегистрированы. Новое исследование, проведенное в Северо-западном научном центре рыболовства NOAA , показало, что закисление океана может замедлить развитие и снизить выживаемость личинок краба Дандженесс.

Видеоролик «Подкисление океана — изменение вод на побережье Орегона» предоставляет информацию о причинах подкисления океана, его влиянии на морскую жизнь в наших прибрежных водах и о том, почему Орегон находится в авангарде этих изменений, происходящих в наших океанах.

Основные выводы и рекомендации Научной группы по подкислению океана и гипоксии Западного побережья, выпущенные в апреле 2016 года, содержат дополнительную информацию и шаги, которые можно предпринять для решения этой проблемы.

Обсудите, как взаимодействие домашнего скота влияет на рост травы. | Информационная система по кормам

Помимо очевидного, но сложного воздействия частичного уничтожения, домашний скот также влияет на рост и отрастание травы, вытаптывая, обрастая, выбирая или отбрасывая определенные растения и взламывая почву. Все эти взаимодействия следует учитывать при определении урожайности кормов и при эффективном управлении.

Травы и другие виды кормов потребляются всеми классами домашних животных и многими классами диких животных, хотя различные животные не потребляют травы одинаково или в одинаковых количествах.Корм для собак содержит немного злаков; рационы птицы содержат немного зерна для обеспечения витаминов, минералов и белков; свиньи потребляют некоторые травы, но лошади, козы, овцы, молочный и мясной скот могут получать весь свой корм из кормов. Различия в том, сколько и что потребляется, связаны с разной пищеварительной системой и способностью обрабатывать пищу, содержащую целлюлозу и лигнин. Лошади, крупный рогатый скот и овцы имеют преимущества в использовании кормов по сравнению с одножелудочными животными. Также важно посмотреть, как разные животные пережевывают пищу и взаимодействуют с пастбищем, чтобы понять, как лучше всего использовать рост и отрастание трав.Полезно изучить жевательные привычки основного кормового скота, а также последствия вытаптывания травяных растений домашним скотом, а также последствия вытеснения пастбищ и их обрастания мочой и навозом.

Когда коровы едят траву, их язык высовывается по дуге, обвивается вокруг частей растения, затем протягивает их между зубами на нижней челюсти и подушечкой на верхней челюсти. Корова качает головой, чтобы ее зубы могли перерезать траву. Затем он измельчает пищу и смешивает ее со слюной перед проглатыванием.Губы, зубы и челюсти коровы затрудняют приближение к земле ближе 2 дюймов (5 сантиметров). Они едят наиболее эффективно, когда высота травы составляет около 15 сантиметров. На такой высоте коровы могут обрезать траву, и ей не нужно таскать ее в рот. Это позволяет им сконцентрироваться на организации подачи в виде болюса для проглатывания. Каждый раз, когда корм становится длиннее или короче примерно 6 дюймов, коровы должны усерднее работать над каждым глотком корма. При рациональном питании коровы могут делать около 80 укусов в минуту, 8 часов в день и около 12 часов на размышление. Это часто составляет более 130 фунтов (59 кг) еды каждый день. Коровы не будут работать сверхурочно, чтобы съесть больше еды … даже если у них очень мало травы. Следует учитывать высоту, качество и плотность пастбища.

Овцы не простирают язык. Скорее их расщепленные губы отодвигаются от зубов на нижней челюсти, подавая корм и рассекая его по зубной подушке на верхней челюсти. Овцы кусаются меньше, чем коровы, и могут быть более избирательными. Они также могут срезать растения ближе к земле.

У лошадей есть зубы на верхней и нижней челюстях. Набор резцов находится в передней части рта для прикусывания и отсечения, а набор коренных зубов, используемых для шлифования, находится сзади. Укус лошади помещается между двумя наборами зубов. У лошадей короткий язык и чувствительная сильная верхняя губа, через которую передние резцы кормятся. Лошади — отборные животные, но тратят меньше времени на еду, чем коровы или овцы. Конечно, прибавка в весе, производство молока или шерсти нежелательны. Эти основные типы домашнего скота в основном пасутся на траву, бобовые и другие листовые растения.

Козы — любители растений, поедающие более древесные растения. У коз есть подушечка на верхней челюсти, как у овец и коров, но их верхние губы очень подвижны, а их языки отлично подходят для выбора и захвата.

Вытаптывание: Для молодого саженца травы размер и пастбищные привычки домашнего скота на пастбище могут означать полное уничтожение. Каждое пастбище испытает потерю растительного материала, потому что растения не могут выжить из-за движения домашнего скота. Некоторые виды более чувствительны к вытаптыванию, и стадия созревания также влияет на эффект интенсивного движения.Размер поголовья также учитывается. Вытаптывание или наступление, как это называется в некоторых источниках, наносит вред пастбищам всех типов почв, уровней влажности почвы, видов растений или видов домашнего скота. Урожайность кормов снижается больше всего, когда животным разрешают пасти растения на влажных почвах. Вытаптывание более вредно на глинистых почвах, чем на песчаных. Более короткий корм наносит больший ущерб, чем высокий корм, а вытаптывание способствует более низкому росту, чем прямостоячий рост. И, конечно же, вытаптывание уплотняет почву, что снижает проникновение влаги в почву.

Приведенные выше общие положения могут побудить менеджера задуматься о том, какие виды лучше всего переносят перемещение домашнего скота. Затем концепции роста и отрастания травы могут быть применены к конкретной системе выпаса. Смеси многолетнего райграса и белого клевера более устойчивы к вытаптыванию, чем фруктовый сад или красный клевер.

Пагинг: вес домашнего скота оказывает влияние на почву и корм, растущий в этой почве. Вмятины копыт животных в почву, особенно во влажную или влажную почву, называются мопсами.Поле кардинально меняется при толчке. Норы для мопсов — это участки, где саженцы и побеги были выбиты под землей. Также закапываются семена сорняков, которые выигрывают от посадки. Пастбище теряет продуктивность вымоченной площади.

Обрастание: моча и навоз, перерабатываемые в почву, имеют много преимуществ, но эта переработка носит случайный характер и, следовательно, по-разному влияет на различные растения в поле. Удобрение напрямую влияет на рост и отрастание растений.Некоторые растения будут получать слишком много мочи или навоза, в то время как другие напрямую не обрабатываются ни одним, ни тем и другим.

Крупный рогатый скот испражняется 11-12 раз в день и мочится 8-11 раз в день, при этом ночью выделяется больше навоза, чем днем. Но навозные пятна покрывают менее 9,7 футов 2 (0,9 м 2 ), а участки мочи 3,2-4,3 футов 2 (0,3-0,4 м 2) . Многие узнали, что экскременты полезны для пастбищ, но это влияет на небольшой процент посевных площадей, особенно потому, что экскременты часто концентрируются возле источников воды или соли и в тени.(Проблема усугубляется при низких показателях поголовья, чем при высоких показателях поголовья на интенсивно управляемых пастбищах. ) Только 10-15% пастбищ получают выгоду от экскрементов. Отложения мочи будут обеспечивать концентрированные N и K, которые стимулируют рост травы. Но на использование возможных N и K из мочи влияют влажность и температура. Большая часть питательных веществ теряется в результате выщелачивания и улетучивания (испарения). Однако навоз содержит фосфор, кальций и магний, и навозные жуки часто закапывают его в почву в течение 4-5 дней.Без жуков в тропиках навозные отложения могут сохраняться от 3 до 12 месяцев. Домашний скот быстро поедает пятна мочи, но избегает запаха навозных отложений и, в конечном итоге, менее вкусных травяных растений, которые там созрели.

Хотя большая часть пастбищ не подвержена сильному воздействию экскрементов, менеджеры могут использовать эти знания при определении полос движения, мест расположения воды, наличия соли, дневных / ночных загонов и потребностей в удобрениях.

факторов, не зависящих от плотности Архивы — Открытие Галапагосских островов

Количество особей в популяции будет увеличиваться и уменьшаться из-за природных и человеческих факторов.Естественные колебания численности популяции происходят из-за таких факторов, как наличие пищи и количество хищников.

Люди могут вызвать изменение численности популяции путем интродукции инвазивных видов, охоты или изменения окружающей среды. Здоровая экосистема с высоким биоразнообразием важна для снижения воздействия этих факторов на определенные виды.

Факторы, влияющие на популяции видов

Популяции видов на Галапагосских островах колеблются из-за природных и антропогенных факторов.Рост или сокращение популяции видов может быть вызвано факторами, зависящими от плотности или не зависящими от плотности:

  • Факторы, зависящие от плотности, имеют разное влияние в зависимости от численности населения. Популяции разных видов в одной и той же экосистеме будут затронуты по-разному. Факторы включают: доступность пищи, плотность хищников и риск заболеваний.
  • Факторы, не зависящие от плотности, не зависят от размера популяции вида. Все популяции видов в одной экосистеме будут затронуты одинаково, независимо от размера популяции.Факторы включают: погоду, климат и стихийные бедствия.

Биоразнообразие и здоровье населения

Высокое биоразнообразие может помочь стабилизировать экосистему и снизить общее влияние факторов, зависящих от плотности и не зависящих от нее. Биоразнообразие — это мера разницы между живыми организмами внутри экосистемы.

Галапагосские острова с множеством эндемичных видов и большим разнообразием дикой природы отличаются высоким уровнем биоразнообразия. Это связано с количеством очень разных зон обитания на Галапагосских островах, а также с более острыми экологическими различиями между местами обитания на каждом острове.

Биоразнообразие — важный фактор в обеспечении здоровой экосистемы. Например, экосистема с широким кругом производителей обеспечит основным потребителям стабильное и разнообразное снабжение продуктами питания. Каждый вид также играет уникальную роль в обслуживании экосистемы, обеспечивая ее бесперебойную работу. Экосистемы с высоким уровнем биоразнообразия более способны восстанавливаться после стихийных бедствий, будь то природных или техногенных (антропогенных).

Колебание численности популяции одного вида может повлиять на другие виды в экосистеме.Вид, который окажет большое влияние на экосистему, известен как ключевой вид. Чем более биологически разнообразна экосистема, тем менее уязвима она к колебаниям популяций ключевых видов.

Пример: гигантская черепаха Галапагосских островов

Гигантская черепаха Галапагосских островов жует зелень в Санта-Крус © Catherine Rouse

Гигантская черепаха Галапагосских островов — ключевой вид, популяция которого сократилась в результате деятельности человека. В XVIII и XIX веках китобойные суда останавливались на Галапагосских островах и охотились на гигантских черепах, чтобы накормить свою команду.