Vegetación
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La vegetación es un término general para la vida de las plantas de una región; se refiere a la cubierta de tierra proporcionada por las plantas. Es un término general, sin referencia específica a determinados taxones, formas de vida, estructura, extensión espacial, o cualquier otro botánico específico o características geográficas. Es más amplio que el término flora, que se refiere exclusivamente a la composición de las especies. Tal vez el sinónimo más cercano es comunidad de plantas, pero la vegetación puede, ya menudo lo hace, se refieren a una amplia gama de escalas espaciales que ese término hace, incluyendo escalas tan grandes como la global. Bosques primitivos secoya, manglares costeros, turberas, costras del suelo del desierto, parches de malezas en las carreteras, campos de trigo, jardines y céspedes cultivados; todos están abarcados por el término vegetación.
Importancia
La vegetación es compatible con funciones críticas en la biosfera , en todas las posibles escalas espaciales. En primer lugar, la vegetación regula el flujo de numerosos ciclos biogeoquímicos (ver biogeoquímica), más críticamente las del agua, carbono y nitrógeno; también es de gran importancia en local y global los balances de energía. Estos ciclos son importantes no sólo para los patrones globales de la vegetación, sino también para los de clima. En segundo lugar, la vegetación afecta fuertemente a las características del suelo, incluyendo el volumen del suelo, la química y la textura, que se alimentan de nuevo a afectar varias características de vegetación, incluyendo la productividad y la estructura. En tercer lugar, la vegetación sirve de la vida silvestre hábitat y la fuente de energía para la gran variedad de especies animales en el planeta (y, en última instancia, a los que se alimentan de estos). La vegetación también es de vital importancia para la economía mundial, en particular en el uso de combustibles fósiles como fuente de energía, sino también en la producción mundial de alimentos, madera, combustible y otros materiales. Tal vez lo más importante, y con frecuencia se pasa por alto, la vegetación global (incluidas las comunidades de algas) ha sido la principal fuente de oxígeno en la atmósfera, lo que permite la sistemas de metabolismo aeróbico para evolucionar y persisten. Por último, la vegetación es psicológicamente importante para los seres humanos, que evolucionaron en contacto directo con, y la dependencia, la vegetación, por la comida, refugio y medicinas.
Clasificación
Desierto de hielo Tundra Taiga Templados latifoliados Estepa templada Selva subtropical | Mediterráneo Bosque monzónico Desierto Matorral xerófilo Estepa seca Semidesierto | Sabana Hierba Sabana Árbol Bosque seco subtropical Bosque tropical Tundra alpina Los bosques montanos |
Gran parte del trabajo de clasificación de la vegetación viene de ecologistas europeas y norteamericanas, y tienen enfoques fundamentalmente diferentes. En América del Norte, tipos de vegetación se basan en una combinación de los siguientes criterios: patrón climático, hábito de la planta, fenología y / o forma de crecimiento, y las especies dominantes. En la norma estadounidense actual (adoptada por la Comité Federal de Datos Geográficos (FGDC), y originalmente desarrollado por la UNESCO y The Nature Conservancy), la clasificación es jerárquica e incorpora los criterios no florísticos en los superiores (más generales) cinco niveles y limitado criterios florísticos sólo en los (más específicos) dos niveles inferiores. En Europa, la clasificación a menudo se basa mucho más, a veces por completo, sobre florística (especie) composición solo, sin hacer referencia explícita a las formas de clima, fenología o de crecimiento. A menudo enfatiza indicador o especies de diagnóstico que separar un tipo de otro.
En el estándar FGDC, los niveles de jerarquía, de más general a más específico, son las siguientes: sistema, clase, subclase, el grupo, la formación, la alianza y asociación. El más bajo nivel, o asociación, se define así el más precisamente, e incorpora los nombres de la dominante a tres (generalmente dos) las especies del tipo. Un ejemplo de un tipo de vegetación se define a nivel de clase podría ser "Forest, cubierta de copas> 60%"; a nivel de formación como "Winter-lluvia, de hoja ancha, de hoja perenne, esclerófilo, cerrado-dosel del bosque"; a nivel de la alianza como "bosque menziesii Arbutus"; y en el nivel de asociación como "bosque densiflora Arbutus menziesii-Lithocarpus", en referencia a los bosques madroños-tanoak Pacífico que se producen en California y Oregon, EE.UU.. En la práctica, los niveles de la alianza y / o de la asociación son los más de uso frecuente, sobre todo en la cartografía de la vegetación, así como el binomio América es la más utilizada en la discusión de las especies particulares en taxonomía y en la comunicación general.
Estructura
Una característica principal de la vegetación es su estructura tridimensional, a veces referido como su fisonomía, o la arquitectura. La mayoría de la gente tiene una comprensión de esta idea a través de su familiaridad con términos como "selva", "bosques", "pradera" o "prado"; estos términos evocan una imagen mental de lo que dicha vegetación se parece. Así, prados son de hierba y abierto, las selvas tropicales son densos, alto y moreno, sabanas tener árboles que salpican un paisaje cubierto de césped, etc.
Obviamente, un bosque tiene una estructura muy diferente de un desierto o un césped patio trasero. Ecologistas Vegetación discriminan estructura en niveles mucho más detalladas que esto, pero el principio es el mismo. Por lo tanto, los diferentes tipos de bosques pueden tener estructuras muy diferentes; selvas tropicales son muy diferentes de los bosques de coníferas boreales, los cuales difieren de los bosques caducifolios templados. Pastizales nativos en Dakota del Sur, Arizona e Indiana son visiblemente diferentes unos de otros, difiere bajos chaparral elevación desde que en las altas elevaciones, etc.
Estructura está determinada por una combinación de interacción de los factores ambientales e históricos, y la composición de especies. Se caracteriza principalmente por la distribución horizontal y vertical de la planta biomasa, en particular biomasa follaje. Distribuciones horizontales se refieren al patrón de espaciamiento de la planta tallos en el suelo. Las plantas pueden estar espaciados de manera muy uniforme, como en un árbol plantación, o espaciados muy de manera no uniforme, como en muchos bosques en terreno rocoso y montañoso, donde se alternan zonas de alta y baja densidad de árboles en función del patrón espacial de los suelos y las variables climáticas. Tres grandes categorías de espacio se reconocen: uniforme, al azar y agrupados. Estos corresponden directamente a la variación esperada en la distancia entre los lugares elegidos al azar y la planta más cercana a estos lugares. Distribuciones verticales de la biomasa se determinan por la productividad inherente de un área, el potencial de la altura de las especies dominantes, y la presencia / ausencia de especies tolerantes a la sombra en la flora. Las comunidades con altas productividades y en el que las especies de árboles tolerantes al menos una sombra está presente, tienen altos niveles de biomasa debido a sus altas densidades de follaje a lo largo de una gran distancia vertical.
Aunque esta discusión se centra en la biomasa, es difícil de medir en la práctica. Los ecologistas lo tanto a menudo miden un sustituto, la cubierta vegetal, que se define como el porcentaje de la superficie de tierra que tiene la biomasa vegetal (especialmente follaje) verticalmente por encima de ella. Si la distribución vertical del follaje se divide en capas altura definida, la cubierta se puede estimar para cada capa, y por lo tanto el valor total cubierta puede ser mayor de 100; de lo contrario los valores van de cero a 100. La medida está diseñada para ser un bruto, pero útil, aproximación de biomasa.
En algunos tipos de vegetación, la distribución subterránea de biomasa también puede discriminar diferentes tipos. Así, una SOD de formación de pastizales tiene un sistema de raíces más continuo y conectado, mientras que una comunidad bunchgrass de es mucho menos, con espacios más abiertos entre plantas (aunque a menudo no es tan drástico como las aberturas o espacios en la parte sobre el suelo de la comunidad, ya que los sistemas de raíces son generalmente menos limitados en sus patrones de crecimiento horizontal que son brotes) . Sin embargo, la arquitectura subterránea es mucho más lento a medida, que la estructura de la vegetación es casi siempre descrito en relación con las partes aéreas de la comunidad.
Dinámica
Como todos los sistemas biológicos, las comunidades vegetales son temporal y espacialmente dinámico; cambian en todas las escalas posibles. Dinamismo en la vegetación se define principalmente como los cambios en la composición de especies y / o estructura de la vegetación.
Dinámica temporal
Temporalmente, un gran número de procesos o acontecimientos puede causar el cambio, pero por el bien de la simplicidad que se pueden clasificar aproximadamente como sea abrupta o gradual. Los cambios abruptos se denominan generalmente como perturbaciones; Estos incluyen cosas como incendios forestales, altos vientos , deslizamientos de tierras, inundaciones , avalanchas y similares. Sus causas son generalmente externo ( exógeno) a la comunidad - que son procesos naturales que ocurren (la mayoría) de forma independiente de los procesos naturales de la comunidad (como la germinación, el crecimiento, la muerte, etc.). Tales eventos pueden cambiar estructura de la vegetación y la composición de especies muy rápidamente y durante períodos de tiempo largos, y pueden hacerlo en grandes áreas. Muy pocos ecosistemas son sin algún tipo de perturbación como una parte regular y recurrente de largo plazo sistema dinámico. Fuego disturbios y viento son particularmente comunes en muchos tipos de vegetación en todo el mundo. El fuego es particularmente potente debido a su capacidad para destruir no sólo las plantas que viven, sino también las semillas, las esporas y la vida meristemos que representan el potencial de próxima generación, y debido al impacto del fuego en las poblaciones de fauna, características del suelo y otros elementos de los ecosistemas y los procesos (para mayor discusión de este tema ver ecología del fuego).
Cambio temporal a un ritmo más lento es omnipresente; que comprende el campo de la la sucesión ecológica. La sucesión es el cambio relativamente gradual de la estructura y composición taxonómica que surge como la propia vegetación modifica diversas variables ambientales a través del tiempo, incluyendo la luz, agua y nutrientes niveles. Estas modificaciones cambian la suite de especies más adaptadas a crecer, sobrevivir y reproducirse en un área, causando cambios florísticos. Estos cambios florísticos contribuyen a los cambios estructurales que son inherentes al crecimiento de las plantas, incluso en ausencia de cambios de especies (especialmente donde las plantas tienen un tamaño máximo grande, es decir, árboles), causando cambios lentos y predecibles en términos generales en la vegetación. Sucesión se puede interrumpir en cualquier momento a su alteración, estableciendo el sistema, ya sea volver a un estado anterior, o fuera en otro Trayectoria del todo. Debido a esto, los procesos de sucesión pueden o no conducir a una cierta estática, estado final. Además, la predicción precisa de las características de tal estado, incluso si se plantea, no siempre es posible. En resumen, las comunidades vegetales están sujetos a muchas variables que en conjunto establecen límites a la previsibilidad de las condiciones futuras.
Dinámicas espaciales
Como regla general, cuanto mayor sea un área bajo consideración, más probable será la vegetación heterogénea a través de ella. Dos factores principales están en el trabajo. En primer lugar, la dinámica temporal de la perturbación y sucesión son cada vez más probable que sea en sincronía a través de cualquier área que el tamaño de que los aumentos de la zona. Es decir, diferentes áreas estarán en diferentes etapas de desarrollo debido a las diferentes historias locales, en particular sus tiempos desde la última gran perturbación. Este hecho se relaciona con la variabilidad inherente del medio ambiente (por ejemplo, en los suelos, el clima, la topografía, etc.), que es también una función del área. La variabilidad ambiental limita el conjunto de especies que pueden ocupar un área determinada, y los dos factores juntos interactúan para crear un mosaico de condiciones de la vegetación a través del paisaje. Sólo agrícola o sistemas hortícolas pasa con la vegetación cada vez se acercan a la uniformidad perfecta. En los sistemas naturales, siempre hay heterogeneidad, aunque su escala e intensidad pueden variar ampliamente. Un naturales pastizales puede ser relativamente homogénea en comparación con el mismo área de bosque parcialmente quemado, pero muy diverso y heterogéneo, en comparación con el campo de trigo al lado de él.
Patrones y determinantes de vegetación Global
A escala regional y mundial hay previsibilidad de ciertas características de la vegetación, especialmente los fisonómicos, que están relacionados con la previsibilidad en ciertas características ambientales. Gran parte de la variación en estos patrones globales es directamente explicable por los patrones de temperatura y precipitación correspondiente (a veces referido como los balances de energía y humedad). Estos dos factores son altamente interactivos en su efecto sobre el crecimiento de plantas, y su relación entre sí a lo largo del año es crítico. Estas relaciones se muestran gráficamente en diagramas climáticos. Por gráfica de los promedios mensuales a largo plazo de las dos variables de uno contra el otro, una idea se da en cuanto a si o no la precipitación se produce durante la estación cálida (cuando es biológicamente más útil) y por consiguiente el tipo de vegetación que se espera. Por ejemplo, dos lugares pueden tener el mismo promedio de precipitación anual y la temperatura, pero si el tiempo relativo de la precipitación y la calidez de temporada son muy diferentes, por lo que van a su estructura de la vegetación y de los procesos de crecimiento y desarrollo sean.
El estudio científico
Científicos Vegetación estudian las causas de los patrones y procesos observados en la vegetación en varias escalas de espacio y tiempo. De particular interés e importancia son cuestiones de las funciones relativas del clima, el suelo, la topografía y la historia sobre características de la vegetación, incluyendo la composición y estructura de las especies. Tales preguntas son a menudo a gran escala, por lo que no pueden ser fácilmente tratadas por manipuladora la experimentación de una manera significativa. Los estudios observacionales complementados con conocimientos de botánica, paleobotánica, la ecología, la ciencia del suelo, etc., son, pues, muy común en la ciencia de la vegetación.
Historia
Pre-1900
Ciencia Vegetación tiene su origen en el trabajo de los botánicos y / o naturalistas del siglo 18, o antes en algunos casos. Muchos de ellos eran viajeros del mundo en viajes de exploración en la Era de la Exploración , y su trabajo era una combinación sintética de la botánica y geografía que hoy llamaríamos planta biogeografía (o fitogeografía). Poco se sabía de florísticos o vegetación patrones mundiales de la época, y casi nada de lo que les determina, por lo que gran parte del trabajo involucrado especímenes coleccionismo, categorización, y vegetales de nombres. Trabajo poco o nada de teórico se produjo hasta el siglo 19. El más productivo de los primeros naturalistas era Alexander von Humboldt, que recogió 60.000 especímenes de plantas en un viaje de cinco años para Sur y Centroamérica a partir de 1799 a 1804. Humboldt fue uno de los primeros en documentar la correspondencia entre los patrones climáticos y de vegetación, en su obra masiva, de toda la vida " Viaje a las regiones equinocciales del Nuevo Continente ", que escribió con Aimé Bonpland, el botánico que lo acompañó. Humboldt también describió la vegetación en términos physiogonmic en lugar de sólo taxonómicamente. Su trabajo presagiaba un intenso trabajo en las relaciones ambiente-vegetación que continúa hasta nuestros días (Barbour et al, 1987).
Los inicios de estudio vegetación tal como lo conocemos hoy comenzó en Europa y Rusia en el siglo 19, en particular bajo Józef Konrad Paczoski, un polaco, y Leonty Ramensky, un ruso. Juntos eran mucho delante de su tiempo, introduciendo o elaborando en casi todos los temas que constaran el campo hoy en día, mucho antes de que estaban tan en el oeste. Estos temas de análisis comunidad vegetal incluido, o fitosociología, gradiente de análisis, la sucesión, y temas en planta ecofisiología y ecología funcional. Debido a la lengua y / o razones políticas, gran parte de su trabajo era desconocida para gran parte del mundo, especialmente el mundo de habla Inglés, hasta bien entrado el siglo 20.
Post-1900
En los Estados Unidos, Henry Cowles y Frederic Clements desarrolló ideas de sucesión vegetal en el año 1900. Clements es famoso por su vista ahora desacreditada de la comunidad vegetal como un " superorganismo ". Sostuvo que, al igual que todos los sistemas de órganos en un individuo deben trabajar juntos para que el cuerpo funcione bien, y que se desarrollan en conjunto con los demás como la persona madura, por lo que las especies individuales en una comunidad vegetal también desarrollar y cooperar de una manera muy bien coordinada y sinérgica, empujando a la comunidad de plantas hacia un estado final definido y previsible. Aunque Clements hizo un gran trabajo en la vegetación de América del Norte, su devoción a la teoría superorganismo ha hecho daño a su reputación, tanto trabajo desde entonces por numerosos investigadores ha demostrado la idea a carecer de apoyo empírico.
En contraste con Clements, varios ecologistas ya han demostrado la validez de la hipótesis individualista, que afirma que las comunidades vegetales son simplemente la suma de un conjunto de especies que reaccionan de forma individual con el medio ambiente, y co-produciendo con el tiempo y el espacio. Ramensky inició esta idea en Rusia, y en 1926, Henry Gleason (Gleason, 1926) desarrolló en un trabajo en los Estados Unidos. Las ideas de Gleason fueron categóricamente rechazadas por muchos años, tan poderoso era la influencia de clementsiano. Sin embargo, en los años 1950 y 60, una serie de estudios bien diseñados por Robert Whittaker proporciona una fuerte evidencia de los argumentos de Gleason, y en contra de los de Clements. Whittaker, uno de los más productivos de los ecologistas de plantas americanas, fue un promotor y defensor de análisis de gradiente, en el que la abundancia de especies individuales se miden contra las variables ambientales cuantificables (o bien correlacionada-su sustitutos). En los estudios en tres muy diferente ecosistemas de montaña, Whittaker demostraron claramente que las especies responden principalmente al medio ambiente, y no necesariamente en coordinación con otras especies, concurrentes. Otros trabajos, en particular en paleobotánica, ha prestado apoyo a este punto de vista en las escalas temporales y espaciales más grandes.
Desarrollos recientes
Desde la década de 1960, muchas investigaciones sobre la vegetación ha girado en torno a temas de ecología funcional. En un marco funcional, botánica taxonómica es relativamente menos importante; las investigaciones se centran en las clasificaciones morfológicas, anatómicas y fisiológicas de las especies, teniendo el objetivo de predecir cómo los mismos grupos particulares responderán a diversas variables ambientales. La base subyacente de este enfoque es la observación de que, debido a la evolución convergente y (a la inversa) radiación adaptativa, con frecuencia no hay una fuerte relación entre relación filogenética y ambiental adaptaciones, sobre todo en los niveles más altos de la taxonomía filogenética, y en grandes escalas espaciales. Clasificaciones funcionales comenzaron posiblemente en la década de 1930 con La división de Raunkiær de las plantas en grupos basados en la ubicación de su apical meristemas (brotes) con relación a la superficie del suelo. Esto presagiaba clasificaciones posteriores como MacArthur r vs K especies seleccionadas (se aplica a todos los organismos, no sólo plantas), y el esquema propuesto por la RSE Grime (1974) en el que las especies están asignados a uno o más de tres estrategias, cada favorecidos por un correspondiente presión de selección: los competidores, el estrés-tolerators y ruderales.
Clasificaciones funcionales son cruciales en las interacciones vegetación-entorno de modelado, que ha sido un tema principal en ecología de la vegetación durante los últimos 30 años o más. En la actualidad, hay un fuerte impulso para modelar los cambios de la vegetación local, regional y mundial en respuesta a lo global el cambio climático , en particular los cambios en la temperatura, las precipitaciones y los regímenes de perturbación. Clasificaciones funcionales tales como los ejemplos anteriores, que intentan clasificar todas las especies vegetales en un número muy pequeño de grupos, son poco probable que sea eficaz para la amplia variedad de propósitos diferentes de modelado que existen o existirán. En general se reconoce que las clasificaciones, para todo uso sencillo probable que tenga que ser reemplazado con clasificaciones más detalladas y con funciones específicas para el propósito que tiene entre manos. Esto requerirá mucho mejor comprensión de la fisiología, anatomía y biología del desarrollo que existe en la actualidad, un gran número de especies, incluso si sólo se consideran la especie dominante en la mayoría de los tipos de vegetación.
