الغطاء النباتي (علم النبات)

غطاء غابة في صباح ، ماليزيا
غطاء غابة استوائية دائمة الخضرة، جزر أندامان
طبقات مظلة الغابات الاستوائية الأولية، تايلاند
ماكروسيستيس بيريفيرا - عشب البحر العملاق - يشكل غطاء غابة عشب البحر
مظلة من الخيزران في جبال غاتس الغربية في الهند
الغطاء الحضري لمدينة أتلانتا ، جورجيا

في علم الأحياء ، تُعرف مظلة الأشجار بأنها الجزء العلوي من النبات ، وتتكون من مجموعة تيجان النباتات الفردية . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] وفي علم بيئة الغابات ، تُعرف مظلة الأشجار بأنها الطبقة العليا أو منطقة الموئل ، وتتكون من تيجان الأشجار الناضجة ، وتشمل كائنات حية أخرى ( مثل النباتات الهوائية ، والمتسلقات ، والحيوانات الشجرية ، وغيرها). [ 4 ] ويُعتقد أن المجتمعات التي تسكن طبقة مظلة الأشجار تُساهم في الحفاظ على تنوع الغابات، ومرونتها ، ووظائفها. [ 5 ] وعادةً ما تمتلك أشجار الظل مظلة كثيفة تحجب الضوء عن النباتات النامية في الأسفل.

أُجريت الملاحظات المبكرة للغطاء النباتي من الأرض باستخدام المناظير أو بفحص المواد المتساقطة. وكان الباحثون أحيانًا يعتمدون، عن طريق الخطأ، على الاستقراء باستخدام عينات يسهل الوصول إليها مأخوذة من الطبقة السفلى . وفي بعض الحالات، كانوا يستخدمون أساليب غير تقليدية مثل الكراسي المعلقة على الكروم أو المناطيد الهوائية الساخنة، وغيرها. وقد سهّلت التكنولوجيا الحديثة، بما في ذلك معدات تسلق الجبال المُعدّلة ، عملية رصد الغطاء النباتي بشكل ملحوظ، وجعلتها أكثر دقة، وسمحت بإجراء دراسات أطول وأكثر تعاونًا، ووسّعت نطاق دراسة الغطاء النباتي. [ 6 ]

بناء

مظلة من الكروم تشبه سلم القرد فوق الطريق

بنية الغطاء النباتي هي التنظيم أو الترتيب المكاني (الهندسة ثلاثية الأبعاد) للغطاء النباتي. يُعدّ مؤشر مساحة الورقة ، أي مساحة الورقة لكل وحدة مساحة أرضية، مقياسًا رئيسيًا يُستخدم لفهم ومقارنة الأغطية النباتية. الغطاء النباتي أعلى من طبقة الأشجار السفلى . ويضم 90% من حيوانات الغابات المطيرة. يمكن أن تغطي الأغطية النباتية مسافات شاسعة وتبدو متصلة عند النظر إليها من الطائرة. ومع ذلك، فعلى الرغم من تداخل أغصان الأشجار، نادرًا ما تتلامس أشجار الغطاء النباتي في الغابات المطيرة ، بل عادةً ما تفصل بينها مسافة بضعة أقدام. [ 7 ]

تُشكّل الأشجار المهيمنة والمُشاركة في الهيمنة طبقةً غير متجانسة من الأشجار. وتستطيع هذه الأشجار القيام بعملية التمثيل الضوئي بسرعة نسبية في ظل وفرة الضوء، لذا فهي تدعم الجزء الأكبر من الإنتاجية الأولية في الغابات. كما توفر طبقة الأشجار الحماية من الرياح القوية والعواصف، بينما تحجب في الوقت نفسه ضوء الشمس والأمطار، مما يؤدي إلى طبقة نباتية سفلية قليلة الكثافة نسبيًا.

تُعدّ قمم الأشجار موطنًا لأنواع فريدة من النباتات والحيوانات لا توجد في طبقات الغابات الأخرى. وتوجد أعلى مستويات التنوع البيولوجي الأرضي في قمم أشجار الغابات الاستوائية المطيرة . [ 8 ] وقد تطورت العديد من حيوانات الغابات المطيرة لتعيش حصريًا في قمم الأشجار دون أن تلامس الأرض. ويبلغ سمك قمة الأشجار في الغابات المطيرة عادةً حوالي 10 أمتار (33 قدمًا) ، وتحجب حوالي 95% من ضوء الشمس. [ 9 ] وتقع قمة الأشجار أسفل الطبقة العليا ، وهي طبقة متفرقة من الأشجار الطويلة جدًا، وعادةً ما تكون شجرة أو اثنتين لكل هكتار. ومع وفرة المياه ودرجة الحرارة المثالية تقريبًا في الغابات المطيرة، يُعدّ الضوء والمغذيات عاملين أساسيين يحدّان من نمو الأشجار من الطبقة السفلى إلى قمة الأشجار.

في مجتمع الزراعة المستدامة وحدائق الغابات ، تعتبر مظلة الأشجار هي الطبقة الأعلى من بين سبع طبقات. [ 10 ]

علم البيئة

تتميز مظلات الأشجار بتركيبها البنيوي والبيئي المعقد، وهي عنصر بالغ الأهمية في النظام البيئي للغابة. وتؤدي وظائف حيوية مثل اعتراض مياه الأمطار، وامتصاص الضوء، وتدوير المغذيات والطاقة، وتبادل الغازات، وتوفير الموائل لمختلف أنواع الحياة البرية. [ 11 ] كما تلعب مظلة الأشجار دورًا في تعديل البيئة الداخلية للغابة من خلال العمل كحاجز للضوء والرياح وتقلبات درجات الحرارة. [ 11 ]

تدعم طبقة مظلة الغابة مجموعة متنوعة من النباتات والحيوانات. وقد أُطلق عليها اسم "الحدود البيولوجية الأخيرة" لأنها توفر موطنًا سمح بتطور عدد لا يحصى من أنواع النباتات والكائنات الدقيقة واللافقاريات (مثل الحشرات) والفقاريات (مثل الطيور والثدييات) التي تنفرد بها الطبقة العليا من الغابات. [ 12 ] تُعتبر مظلات الغابات، بلا شك، من أغنى البيئات بالأنواع على كوكب الأرض. [ 13 ] ويُعتقد أن المجتمعات الموجودة داخل طبقة المظلة تلعب دورًا أساسيًا في وظائف الغابة، فضلًا عن الحفاظ على التنوع والمرونة البيئية . [ 12 ]

تنظيم المناخ

تُساهم مظلات الغابات بشكلٍ كبير في الحفاظ على استقرار المناخ العالمي. فهي مسؤولة عن نصف تبادل ثاني أكسيد الكربون على الأقل بين النظم البيئية الأرضية والغلاف الجوي. وتعمل مظلات الغابات كمصارف للكربون، مما يُقلل من زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الناتجة عن النشاط البشري. ويؤدي تدمير مظلات الغابات إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون، مما ينتج عنه زيادة في تركيزه في الغلاف الجوي . وهذا بدوره يُساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري، وبالتالي يُؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب. [ 14 ]

وجدت دراسة أجرتها مجلة PNAS لقياس الاختلافات في درجات الحرارة عبر أحياء المدينة أن المناطق ذات الغطاء النباتي الكثيف كانت أبرد بكثير من المناطق المماثلة الأخرى في المدينة. [ 15 ]

اعتراض الغطاء النباتي

عرض توضيحي لإدارة مياه الأمطار من خلال زراعة الأشجار

يُعرف اعتراض الغطاء النباتي بأنه امتصاص مياه الأمطار بواسطة غطاء الشجرة، ثم تبخرها من الأوراق. أما الأمطار التي لا يتم اعتراضها فتسقط على أرضية الغابة عبر أوراق الأشجار أو جريانها على السيقان .

توجد طرق عديدة لقياس امتصاص الماء بواسطة الغطاء النباتي. الطريقة الأكثر شيوعًا هي قياس هطول الأمطار فوق الغطاء النباتي وطرح كمية الماء المتساقط عبره وكمية الماء المتدفق عبر جذوع الأشجار [ 16 ] . إلا أن مشكلة هذه الطريقة تكمن في عدم تجانس الغطاء النباتي، مما يُصعّب الحصول على بيانات تمثيلية لكمية الماء المتساقط عبره.

إحدى الطرق المستخدمة لتجنب هذه المشكلة هي تغطية أرضية الغابة بأغطية بلاستيكية وجمع مياه الأمطار المتساقطة. [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] لكن يعيب هذه الطريقة أنها غير مناسبة لفترات طويلة، لأن الأشجار ستجف في النهاية بسبب نقص المياه ، كما أنها غير قابلة للتطبيق في حالات تساقط الثلوج.

تجنّبت طريقة هانكوك وكروثر [ 20 ] هذه المشاكل بالاستفادة من تأثير الناتئ في الأغصان. فعندما تحتفظ أوراق الغصن بالماء، يزداد وزنه وينحني. ومن خلال قياس الإزاحة، يُمكن تحديد كمية الماء المحتجز. وقد طُوّرت هذه الطريقة في عام 2005 باستخدام مقاييس الإجهاد [ 21 ] . مع ذلك، من عيوب هذه الطرق أنها لا تُوفّر سوى معلومات عن غصن واحد، كما أن قياس شجرة أو غابة بأكملها سيكون مُرهقًا للغاية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. كامبل، جي إس؛ نورمان، جي إم (1989). "وصف وقياس بنية غطاء النبات". في راسل، غراهام؛ مارشال، بروس؛ جارفيس، بول جي (محررون). أغطية النباتات: نموها وشكلها ووظيفتها . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 1-19 . doi : 10.1017/CBO9780511752308.002 . ISBN  978-0-521-39563-2. إل سي سي إن 87032902 . 
  2. موفيت، مارك و. (ديسمبر 2000). "ما هو "الأعلى"؟ نظرة نقدية على المصطلحات الأساسية لبيولوجيا الغطاء النباتي". بيوتروبيكا . 32 ( 4): 569-596 . doi : 10.1646/0006-3606(2000)032 [ 0569:WSUACL ] 2.0.CO ; 2. S2CID 45947367 . 
  3. هاي، روبرت ك.م. (2006). فسيولوجيا إنتاجية المحاصيل ( الطبعة الثانية). دار بلاكويل للنشر. رقم ISBN  978-1-4051-0859-1. إل سي سي إن 2006005216 . 
  4. باركر، جيفري ج.؛ بورتر، جون ر. (1995). "بنية ومناخ مظلات الغابات". في: لومان، مارغريت دنادكارني، ناليني م. (محرران). مظلات الغابات ( الطبعة الأولى). دار النشر الأكاديمية. ص 73-106 . ISBN   978-0124576506. إل سي سي إن 94041251 . 
  5. نادكارني، ناليني م. (فبراير 1994). "تنوع الأنواع والتفاعلات في الطبقة العليا من غطاء الأشجار في النظم البيئية للغابات" . عالم الحيوان الأمريكي . 34 (1): 70-78 . doi : 10.1093/icb/34.1.70 عبر أكسفورد أكاديميك.
  6. لومان، مارغريت د .؛ ويتمان، فيليب ك. (1996). "مظلات الغابات: المناهج والفرضيات والاتجاهات المستقبلية" (ملف PDF) . المراجعة السنوية لعلم البيئة والتطور والتصنيف . 27 : 55-81 . doi : 10.1146/annurev.ecolsys.27.1.55 . JSTOR 2097229. مؤرشف من الأصل في 7 فبراير 2019. 
  7. بتلر، ريت (30 يوليو 2012). "غطاء الغابات المطيرة" . مونجاباي . مؤرشف من الأصل في 5 مايو 2020.
  8. لومان، مارغريت دموفيت، مارك (مارس 1993). "بيئة مظلات الغابات الاستوائية المطيرة" (ملف PDF) . اتجاهات في علم البيئة والتطور . 8 (3): 104-107 . doi : 10.1016/0169-5347(93)90061-S . PMID 21236120. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2 فبراير 2020. 
  9. "ضوء في الغابة المطيرة" . garden.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 نوفمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 نوفمبر 2015 .
  10. "طبقات الغابة السبع" . معهد أبحاث الزراعة المستدامة . 8 مارس 2017. مؤرشف من الأصل في 26 يونيو 2022. تم الاطلاع عليه في 12 سبتمبر 2023 .
  11. 1 2 مظلات الغابات . مارغريت لومان، إتش. بروس رينكر ( الطبعة الثانية). أمستردام: دار النشر الأكاديمية إلسيفير. 2004. ISBN  978-0-12-457553-0. OCLC 162129566 . {{cite book}}صيانة CS1: أخرى ( رابط )
  12. 1 2 نادكارني، ناليني م.؛ ميروين، مارك س.؛ نيدر، يورغن (1 يناير 2013)، "مظلات الغابات، التنوع النباتي" ، في ليفين، سيمون أ. (محرر)، موسوعة التنوع البيولوجي (الطبعة الثانية) ، والتهام: أكاديميك برس، ص 516-527 ، doi : 10.1016/b978-0-12-384719-5.00158-1 ، ISBN  978-0-12-384720-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2022
  13. إروين، تيري ل. (1 يناير 2013)، "مظلات الغابات، التنوع الحيواني" ، في ليفين، سيمون أ. (محرر)، موسوعة التنوع البيولوجي (الطبعة الثانية) ، والتهام: أكاديميك برس، ص 511-515 ، doi : 10.1016/b978-0-12-384719-5.00057-5 ، ISBN  978-0-12-384720-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2022
  14. ديدهام، آر كيه؛ فاجان، إل إل (1 يناير 2004)، "علم البيئة | مظلات الغابات" ، في بيرلي، جيفري (محرر)، موسوعة علوم الغابات ، أكسفورد: إلسيفير، ص 68-80 ، doi : 10.1016/b0-12-145160-7/00013-2 ، ISBN  978-0-12-145160-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2022
  15. زيتير، كارلي د.؛ بيدرسن، إريك ج.؛ كوتشاريك، كريستوفر ج.؛ تيرنر، مونيكا ج. (9 أبريل 2019). " التفاعلات المعتمدة على المقياس بين غطاء مظلة الأشجار والأسطح غير المنفذة تقلل من حرارة المدن نهارًا خلال فصل الصيف" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 116 (15): 7575-7580 . doi : 10.1073/pnas.1817561116 . PMC 6462107. PMID 30910972 .  
  16. هيلفي، جيه دي، باتريك، جيه إتش، 1965. اعتراض الأشجار الصلبة في شرق الولايات المتحدةلمياه الأمطار بواسطة مظلة الأشجار ومخلفاتها. بحوث موارد المياه 1 (2)، 193-206.
  17. شاتلوورث، دبليو جيه، غاش، جيه إتش سي، لويد، سي آر، مور، سي جيه، روبرتس، جيه إم، وآخرون، 1984. قياسات الارتباط الدوامي لتقسيم الطاقة في غابات الأمازون . المجلة الفصلية للجمعية الملكية للأرصاد الجوية 110، 1143-1162.
  18. كالدير، آي آر، 1986. نموذج عشوائي لاعتراض مياه الأمطار. مجلة علم المياه 89، 65-71.
  19. كالدير، آي آر، 1990. التبخر في المرتفعات. جون وايلي وأولاده.
  20. هانكوك، إن إتش، كروثر، جي إم، 1979. تقنية للقياس المباشر لتخزين المياه على غطاء الغابة. مجلة علم المياه 41، 105-122.
  21. هوانغ، واي إس، تشين، إس إس، لين، تي بي، 2005. الرصد المستمر لحمل الماء على الأشجار واعتراض هطول الأمطار بواسطة مظلة الأشجار باستخدام طريقة مقياس الإجهاد. مجلة علم المياه 311، 1-7.

للمزيد من القراءة

  • شبكة الوصول الدولية إلى المظلات