V??g??tation

Vue a??rienne de la for??t de trembles et d'??pinettes mixte en Alaska

La v??g??tation est un terme g??n??ral pour la vie de la plante d'une r??gion; il se agit du couverture du sol fournie par les plantes. Ce est un terme g??n??ral, sans r??f??rence sp??cifique ?? des taxons particuliers, les formes de vie, la structure, l'??tendue spatiale, ou tout autre botanique sp??cifique ou caract??ristiques g??ographiques. Il est plus large que le terme la flore qui se r??f??re exclusivement ?? la composition des esp??ces. Peut-??tre le synonyme le plus proche est communaut?? v??g??tale, mais la v??g??tation peut, et ce est souvent, se r??f??rer ?? une plus large gamme d'??chelles spatiales que ce terme fait, y compris les ??chelles aussi grands que le global. For??ts primaires de s??quoias, des stands de mangroves c??ti??res, des tourbi??res ?? sphaignes, cro??tes du sol du d??sert, zones de mauvaises herbes en bordure de route, les champs de bl??, des jardins et des pelouses cultiv??es; toutes sont englob??es par la v??g??tation terme.

Importance

V??g??tation supporte les fonctions critiques de la biosph??re , ?? toutes les ??chelles spatiales possibles. Tout d'abord, la v??g??tation r??gule le d??bit de nombreux cycles biog??ochimiques (voir biog??ochimie), plus critique celles de l'eau, le carbone et l'azote; il est ??galement d'une grande importance dans locale et mondiale bilans ??nerg??tiques. Ces cycles sont importantes non seulement pour les mod??les globaux de v??g??tation mais aussi pour ceux du climat. Deuxi??mement, la v??g??tation affecte fortement les caract??ristiques du sol, y compris le volume du sol, de la chimie et de la texture, qui se nourrissent de retour d'affecter diff??rentes caract??ristiques botaniques, y compris la productivit?? et de la structure. Troisi??mement, la v??g??tation sert de la faune l'habitat et la source d'??nergie pour la vaste gamme d'esp??ces animales de la plan??te (et, finalement, ?? ceux qui se nourrissent de ces). La v??g??tation est ??galement une importance critique pour l'??conomie mondiale, en particulier dans l'utilisation de combustibles fossiles comme source d'??nergie, mais aussi dans la production mondiale de nourriture, de bois, de carburant et d'autres mat??riaux. Peut-??tre le plus important, et souvent n??glig??, de la v??g??tation mondiale (y compris les communaut??s d'algues) a ??t?? la principale source d'oxyg??ne dans l'atmosph??re, permettant ?? la syst??mes de m??tabolisme a??robie d'??voluer et persistent. Enfin, la v??g??tation est psychologiquement important pour les humains, qui ont ??volu?? en contact direct avec, et la d??pendance, de la v??g??tation, de la nourriture, des abris et de la m??decine.

Classification

Biomes class?? par la v??g??tation

d??sert de glace   Toundra   Ta??ga   Feuillue temp??r??e   Steppe temp??r??e   For??t subtropicale

M??diterran??e   for??t de mousson   D??sert   Shrubland Xeric   Steppe s??che   Semi-d??sert

Savane herbeuse   Savane Arbre   For??t s??che subtropicale   Pluie de for??t tropicale   La toundra alpine   For??ts de montagne

La plupart des travaux sur la classification de la v??g??tation vient des ??cologistes europ??ens et nord-am??ricains, et ils ont des approches fondamentalement diff??rentes. En Am??rique du Nord, les types de v??g??tation sont bas??s sur une combinaison des crit??res suivants: r??gime climatique, port de la plante, ph??nologie et / ou sous forme de croissance, et les esp??ces dominantes. Dans la norme am??ricaine actuelle (adopt??e par le Federal Geographic Data Committee (FGDC de), et ?? l'origine d??velopp?? par l'UNESCO et The Nature Conservancy), la classification est hi??rarchique et int??gre les crit??res non-floristiques dans les sup??rieurs (plus g??n??raux) cinq niveaux et limit?? crit??res floristiques que dans les inf??rieurs (plus sp??cifiques) deux niveaux. En Europe, la classification se appuie souvent beaucoup plus lourdement, parfois enti??rement, sur floristique (esp??ces) seule composition, sans r??f??rence explicite ?? des formes climatiques, ph??nologie ou de croissance. Il souligne souvent indicateur ou esp??ces de diagnostic qui s??parent un type d'une autre.

Dans la norme FGDC, les niveaux de la hi??rarchie, du plus g??n??ral au plus sp??cifique, sont les suivants: syst??me, classe, sous-classe, le groupe, la formation, l'alliance, et d'association. Le niveau le plus bas, ou d'une association, est donc le plus pr??cis??ment d??fini, et int??gre les noms de la dominante ?? trois (g??n??ralement deux) esp??ces du type. Un exemple d'un type de v??g??tation d??finis au niveau de la classe pourrait ??tre "des for??ts, le couvert forestier> 60%??; au niveau d'une formation comme "Winter-pluie, ?? larges feuilles, ?? feuilles persistantes, scl??rophylle, couvert ferm?? for??t??; au niveau d'alliance comme ??for??t menziesii Arbutus"; et au niveau de l'association comme ??for??t densiflora Arbutus menziesii-Lithocarpus", se r??f??rant ?? Pacifique for??ts madrone-lithocarpes qui se produisent en Californie et de l'Oregon, USA. Dans la pratique, les niveaux de l'alliance et / ou de l'association sont les plus souvent utilis??s, en particulier dans la cartographie de la v??g??tation, tout comme le bin??me latin est le plus souvent utilis?? dans la discussion des esp??ces particuli??res en mati??re de taxonomie et de la communication en g??n??ral.

Structure

Une zone humide d'eau douce

Une caract??ristique principale de la v??g??tation est sa structure tridimensionnelle, parfois d??nomm?? sa physionomie, ou de l'architecture. La plupart des gens ont une compr??hension de cette id??e par leur familiarit?? avec des termes comme "jungle", "bois", "prairie" ou "prairie"; ces termes ??voquent une image mentale de ce que cette v??g??tation ressemble. Ainsi, pr??s herbeux et ouvert, les for??ts tropicales sont denses, grande et brune, savanes avoir des arbres pars??ment un paysage couvert d'herbe, etc.

De toute ??vidence, une for??t a une structure tr??s diff??rente de celle d'un d??sert ou une pelouse de jardin. ??cologistes de v??g??tation discrimination la structure ?? des niveaux beaucoup plus d??taill??es que cela, mais le principe est le m??me. Ainsi, diff??rents types de for??ts peuvent avoir des structures tr??s diff??rentes; les for??ts tropicales humides sont tr??s diff??rentes de for??ts de conif??res bor??ales, les deux qui se distinguent des for??ts de feuillus temp??r??s. Prairies indig??nes dans le Dakota du Sud, Arizona, et de l'Indiana sont visiblement diff??rents les uns des autres, faible ??l??vation de chaparral diff??re de celle ?? haute altitude, etc.

La structure est d??termin??e par une combinaison interaction des facteurs environnementaux et historiques, et la composition des esp??ces. Elle se caract??rise principalement par les distributions horizontales et verticales de plante la biomasse, en particulier biomasse foliaire. Distributions horizontales font r??f??rence au motif de l'espacement des plantes des tiges sur le terrain. Les plantes peuvent ??tre tr??s espac??es uniform??ment, comme dans un arbre plantation, ou tr??s non-uniform??ment espac??es, comme dans beaucoup de for??ts en terrain rocheux et montagneux, o?? les zones de densit?? d'arbres alternent haute et basse en fonction de la r??partition spatiale des sols et des variables climatiques. Trois grandes cat??gories d'espacement sont reconnues: uniforme, al??atoire et agglutin??es. Celles-ci correspondent directement ?? la variation attendue de la distance entre les emplacements choisis au hasard et la plante la plus proche de ces emplacements. Distribution verticale de la biomasse sont d??termin??s par la productivit?? inh??rente d'une zone, le potentiel de la hauteur de l'esp??ce dominante, et la pr??sence / absence de esp??ces tol??rantes ?? l'ombre de la flore. Communaut??s avec des productivit??s ??lev??es et dans lequel au moins une ombre esp??ces d'arbres tol??rants est pr??sent, ont des niveaux ??lev??s de la biomasse en raison de leurs fortes densit??s de feuillage ?? travers une grande distance verticale.

Bien que cette discussion se concentre sur la biomasse, il est difficile de mesurer dans la pratique. Les ??cologistes ainsi mesurent souvent un substitut, la couverture v??g??tale, qui est d??fini comme le pourcentage de la surface du sol qui a la biomasse v??g??tale (en particulier du feuillage) verticalement au-dessus. Si la distribution verticale du feuillage est divis??e en couches de hauteur d??finie, le couvercle peut ??tre estim??e pour chaque couche, et la valeur de couverture totale peut donc ??tre sup??rieur ?? 100; sinon les valeurs vont de z??ro ?? 100. La mesure est con??u pour ??tre un rugueux, mais utile, rapprochement de la biomasse.

Dans certains types de v??g??tation, la r??partition de la biomasse souterraine peut ??galement distinguer diff??rents types. Ainsi, un gazon formant prairie a un syst??me racinaire plus continue et reli??e, tandis qu'un communaut?? de gramin??es en touffe de l'est beaucoup moins, avec des espaces plus ouverts entre les plantes (mais souvent pas aussi radicale que les ouvertures ou les espacements dans la partie hors-sol de la communaut??, depuis les syst??mes racinaires sont g??n??ralement moins limit??s dans leurs mod??les de croissance horizontales que sont pousses) . Cependant, l'architecture souterraine est tellement plus de temps ?? mesurer, que la structure de la v??g??tation est presque toujours d??crite en relation avec les parties a??riennes de la communaut??.

Dynamique

Comme tous les syst??mes biologiques, des communaut??s v??g??tales sont temporellement et spatialement dynamique; ils changent ?? toutes les ??chelles possibles. Dynamisme dans la v??g??tation se d??finit avant tout comme des changements dans la composition des esp??ces et / ou de la structure de la v??g??tation.

La dynamique temporelle

Temporellement, un grand nombre de processus ou d'??v??nements peut provoquer le changement, mais par souci de simplicit??, ils peuvent ??tre class??s comme ??tant soit environ brutale ou progressive. Les changements brusques sont g??n??ralement appel??s perturbations; ceux-ci comprennent des choses comme les incendies de for??t, de hauts vents , glissements de terrain, inondations , avalanches et similaires. Leurs causes sont souvent externe ( exog??ne) ?? la communaut?? - ils sont des processus naturels qui se produisent (surtout) ind??pendamment des processus naturels de la communaut?? (comme la germination, la croissance, la mort, etc.). De tels ??v??nements peuvent changer la structure de la v??g??tation et la composition des esp??ces tr??s rapidement et pour de longues p??riodes, et ils peuvent le faire sur de grandes surfaces. Tr??s peu d'??cosyst??mes sont sans un certain type de perturbation comme un ??l??ment r??gulier et r??current de long terme syst??me dynamique. incendie perturbations et de vent sont particuli??rement fr??quents dans de nombreux types de v??g??tation dans le monde entier. Le feu est particuli??rement puissant en raison de sa capacit?? ?? d??truire non seulement les plantes vivantes, mais aussi les graines, les spores et la vie m??rist??mes repr??sentant la prochaine g??n??ration de potentiel, et en raison de l'impact de l'incendie sur les populations fauniques, les caract??ristiques du sol et d'autres ??l??ments de l'??cosyst??me et des processus (pour un examen plus approfondi de ce sujet voir ??cologie du feu).

Changement temporel ?? un rythme plus lent est omnipr??sente; il comprend le domaine de la la succession ??cologique. La succession est le changement relativement progressive dans la structure et la composition taxonomique qui se pose que la v??g??tation se modifie diverses variables environnementales au fil du temps, y compris la lumi??re, l'eau et en ??l??ments nutritifs niveaux. Ces modifications changent la suite des esp??ces les plus adapt??es ?? la croissance, survivre et se reproduire dans une r??gion, provoquant des changements floristiques. Ces changements floristiques contribuent aux changements structurels qui sont inh??rents ?? la croissance des plantes m??me en l'absence de changements esp??ces de plantes (en particulier o?? ont une taille maximale, les arbres-??-dire), ce qui provoque des changements lents et largement pr??visibles dans la v??g??tation. Succession peut ??tre interrompu ?? tout moment par les perturbations, le r??glage du syst??me soit de retour ?? un ??tat ant??rieur, ou d??sactiver sur un autre trajectoire tout ?? fait. Pour cette raison, les processus de succession peuvent ou non conduire ?? une certaine statique, ??tat final. En outre, pr??voir avec pr??cision les caract??ristiques d'un tel Etat, m??me se il ne se pose, ne est pas toujours possible. En bref, les communaut??s v??g??tales sont soumis ?? plusieurs variables qui fixent des limites sur la pr??visibilit?? des conditions futures ensemble.

Dynamique spatiale

Une dune prairie c??ti??re sur la c??te du Pacifique, USA

En r??gle g??n??rale, plus une zone ?? l'??tude, plus la v??g??tation sera h??t??rog??ne ?? travers elle. Deux facteurs principaux sont ?? l'??uvre. Tout d'abord, la dynamique temporelle de la perturbation et de succession sont plus en plus improbable d'??tre en Synchrony dans ne importe quel domaine que la taille de cette zone augmente. Ce est-?? diff??rents domaines seront ?? diff??rents stades de d??veloppement en raison de diff??rentes histoires locales, en particulier leurs temps depuis la derni??re perturbation majeure. Ce fait interagit avec variabilit?? inh??rente de l'environnement (par exemple dans les sols, le climat, la topographie, etc.), qui est aussi fonction de la surface. La variabilit?? de l'environnement limite la suite des esp??ces qui peuvent occuper une zone donn??e, et les deux facteurs interagissent ensemble pour cr??er une mosa??que de conditions de v??g??tation dans le paysage. Seulement dans l'agriculture ou syst??mes horticoles ne approchent jamais v??g??tation uniformit?? parfaite. Dans les syst??mes naturels, il ya toujours l'h??t??rog??n??it??, bien que son ampleur et l'intensit?? varient largement. Un naturel prairie peut ??tre relativement homog??ne par rapport ?? la m??me zone de for??t partiellement br??l??, mais tr??s diverses et h??t??rog??nes par rapport au champ de bl?? ?? c??t?? de lui.

Tendances et les d??terminants de la v??g??tation mondiale

?? l'??chelle r??gionale et mondiale est pr??visible de certaines caract??ristiques de la v??g??tation, en particulier ceux physionomiques, qui sont li??s ?? la pr??visibilit?? dans certaines caract??ristiques environnementales. Une grande partie de la variation de ces tendances mondiales est directement explicable par des motifs de temp??rature et de pr??cipitations correspondant (parfois appel??e l'??nergie et l'humidit?? soldes). Ces deux facteurs sont tr??s interactifs dans leur effet sur la croissance des plantes, et leur relation ?? l'autre tout au long de l'ann??e est critique. Ces relations sont repr??sent??es graphiquement en sch??mas climatiques. En tra??ant les moyennes mensuelles ?? long terme des deux variables uns contre les autres, une id??e est donn??e quant ?? savoir si ou non la pr??cipitation se produit au cours de la saison chaude (quand il est biologiquement plus utile) et par cons??quent le type de v??g??tation ?? pr??voir. Par exemple, deux endroits peuvent avoir la m??me moyenne annuelle des pr??cipitations et de la temp??rature, mais si la chronologie relative des pr??cipitations et la chaleur de saison sont tr??s diff??rents, il en sera de leur structure de la v??g??tation et les processus de croissance et de d??veloppement soient.

??tude scientifique

scientifiques de v??g??tation ??tudier les causes des mod??les et les processus observ??s dans la v??g??tation ?? diff??rentes ??chelles d'espace et de temps. D'int??r??t et une importance particuli??re sont les questions des r??les respectifs du climat, du sol, de la topographie et de l'histoire sur les caract??ristiques de la v??g??tation, y compris ?? la fois la composition des esp??ces et la structure. Ces questions sont souvent ?? grande ??chelle, et ne peuvent donc pas ??tre facilement trait??es par manipulateur l'exp??rimentation d'une mani??re significative. Des ??tudes d'observation compl??t??es par la connaissance de la botanique, la pal??obotanique, l'??cologie, la science du sol, etc., sont donc tr??s commune dans les sciences de la v??g??tation.

Histoire

Pre-1900

la science de la v??g??tation a ses origines dans le travail des botanistes et / ou naturalistes du 18??me si??cle, ou plus t??t dans certains cas. Beaucoup d'entre eux ??taient des voyageurs du monde des voyages exploratoires dans l' ??ge de l'exploration , et leur travail est une combinaison synth??tique de la botanique et de g??ographie que nous appellerions aujourd'hui l'usine biog??ographie (ou phytog??ographie). ??tait peu connue floristiques ou groupements de v??g??tation ?? travers le monde ?? l'??poque, et presque rien de ce qui les d??termine, tant des sp??cimens collecte, la cat??gorisation, et v??g??tales de nommage travail impliqu??s. Peu ou pas de travail th??orique a eu lieu jusqu'?? ce que le 19??me si??cle. Le plus productif des premiers naturalistes ??tait Alexander von Humboldt, qui a recueilli 60 000 sp??cimens de plantes sur un voyage de cinq ans vers le Sud et l'Am??rique centrale de 1799 ?? 1804. Humboldt fut l'un des premiers ?? documenter la correspondance entre les mod??les de climat et de la v??g??tation, dans son immense travail, long de la vie " Voyage aux r??gions ??quinoxiales du Nouveau Continent ", qu'il a ??crit avec Aim?? Bonpland, le botaniste qui l'accompagnait. Humboldt a ??galement d??crit la v??g??tation en termes physiogonmic plut??t que taxonomique. Son travail pr??sageait travail intensif sur les relations environnement-v??g??tation qui continue ?? ce jour (Barbour et al, 1987).

Les d??buts de l'??tude de la v??g??tation que nous connaissons aujourd'hui a commenc?? en Europe et la Russie ?? la fin du 19e si??cle, notamment sous J??zef Paczoski, un Polonais, et Leonty Ramensky, un Russe. Ensemble, ils ??taient en avance sur leur temps, en place ou ??laborer sur presque tous les sujets se rapportant ?? la zone aujourd'hui, bien avant ils ??taient tellement ?? l'ouest. Ces sujets inclus l'analyse de la communaut?? v??g??tale, ou phytosociologie, gradient analyse, la succession et les sujets ?? l'usine ??cophysiologie et ??cologie fonctionnelle. En raison de la langue et / ou pour des raisons politiques, une grande partie de leur travail, ??tait inconnu de la plupart des pays, en particulier dans le monde anglophone, jusque dans le 20e si??cle.

Post-1900

Aux Etats-Unis, Henry Cowles et Frederic Clements a d??velopp?? des id??es de succession v??g??tale dans le d??but des ann??es 1900. Clements est c??l??bre pour son point de vue maintenant discr??dit??e de la communaut?? v??g??tale en tant que " superorganisme ". Il a fait valoir que, comme tous les syst??mes d'organes d'une personne doivent travailler ensemble pour le corps ?? bien fonctionner, et qui se d??veloppent de concert avec l'autre que l'individu arrive ?? maturit??, de sorte que les esp??ces individuelles dans une communaut?? v??g??tale aussi d??velopper et ?? coop??rer d'une mani??re tr??s ??troitement coordonn??e et synergique, poussant la communaut?? v??g??tale vers un ??tat final d??fini et pr??visible. Bien que Clements a fait beaucoup de travail sur la v??g??tation en Am??rique du Nord, son d??vouement ?? la th??orie de superorganisme a nui ?? sa r??putation, autant de travail depuis par de nombreux chercheurs a montr?? l'id??e de manquer de soutien empirique.

Contrairement ?? Clements, plusieurs ??cologistes ont depuis d??montr?? la validit?? de la hypoth??se individualiste, qui affirme que les communaut??s v??g??tales sont tout simplement la somme d'un ensemble d'esp??ces r??agissant individuellement ?? l'environnement, et co-produisent dans le temps et l'espace. Ramensky lanc?? cette id??e en Russie, et en 1926, Henry Gleason (Gleason, 1926) d??velopp?? dans un papier aux ??tats-Unis. Les id??es de Gleason ont ??t?? cat??goriquement rejet??es depuis de nombreuses ann??es, si puissant ??tait l'influence des id??es Clementsian. Cependant, dans les ann??es 1950 et 60, une s??rie d'??tudes bien con??ues par Robert Whittaker a fourni des preuves solides pour les arguments de Gleason, et contre celles de Clements. Whittaker, l'un des plus productifs de phyto??cologistes am??ricains, ??tait un d??veloppeur et promoteur de analyse gradient, dans lequel l'abondance des esp??ces individuelles sont mesur??es contre les variables environnementales quantifiables (ou leur bien-corr??l?? substituts). Dans les ??tudes sur trois tr??s diff??rents les ??cosyst??mes de montagne, Whittaker d??montr?? fortement esp??ces r??agissent principalement ?? l'environnement, et pas n??cessairement dans toute coordination avec d'autres esp??ces, concomitants. D'autres travaux, en particulier dans pal??obotanique, a apport?? son soutien ?? ce point de vue ?? des ??chelles temporelles et spatiales plus grandes.

DEVELOPPEMENTS r??cents

Depuis les ann??es 1960, beaucoup de recherches sur la v??g??tation a tourn?? autour de sujets dans ??cologie fonctionnelle. Dans un cadre fonctionnel, la botanique taxonomique est relativement moins importante; enqu??tes centre autour classifications morphologiques, anatomiques et physiologiques des esp??ces, ayant pour but de pr??dire comment des groupes particuliers de celle-ci de r??pondre aux diverses variables environnementales. La base sous-jacente de cette approche est l'observation que, en raison de ??volution convergente et (l'inverse) radiation adaptative, il ne est souvent pas une forte relation entre parent?? phylog??n??tique et l'environnement adaptations, en particulier aux niveaux sup??rieurs de la taxonomie phylog??n??tique, et ?? grandes ??chelles spatiales. Classifications fonctionnelles sans doute commenc?? dans les ann??es 1930 La division Raunki??r de plantes en groupes sur la base de l'emplacement de leur apicale m??rist??mes (bourgeons) par rapport ?? la surface du sol. Ce pr??sageait classifications ult??rieures telles que MacArthur r vs esp??ces K s??lectionn?? (appliqu?? ?? tous les organismes, et pas seulement les plantes), et le r??gime propos?? par la RSE Crasse (1974) dans lequel les esp??ces sont affect??s ?? une ou plusieurs des trois strat??gies, chaque favoris??s par un correspondant pression de s??lection: concurrents, le stress-tol??rantes et rud??rales.

Classifications fonctionnelles sont cruciales dans les interactions de la v??g??tation et l'environnement de mod??lisation, qui a ??t?? un sujet de premier plan dans la v??g??tation ??cologie pour les 30 derni??res ann??es ou plus. Actuellement, il ya une forte volont?? de mod??liser les changements de v??g??tation locales, r??gionales et mondiales en r??ponse au global du changement climatique , en particulier les changements de temp??rature, les pr??cipitations et les r??gimes de perturbations. Classifications fonctionnelles telles que les exemples ci-dessus, qui tentent de classer toutes les esp??ces v??g??tales dans un tr??s petit nombre de groupes, sont peu susceptibles d'??tre efficaces pour la grande vari??t?? de fins de mod??lisation qui existent ou existeront. Il est g??n??ralement reconnu que les classifications, tout usage simple, devra probablement ??tre remplac?? par classifications plus d??taill??es et sp??cifiques ?? une fonction ?? des fins de mod??lisation ?? port??e de main. Il faudra bien meilleure compr??hension de la physiologie, l'anatomie et la biologie du d??veloppement que celui qui existe actuellement, pour un grand nombre d'esp??ces, m??me si seules les esp??ces dominantes dans la plupart des types de v??g??tation sont consid??r??s.