Analiza influenței disturbanțelor asupra diversității speciilor forestiere din Ocolul silvic Râșca folosind modelul LandClim
DOI:
https://doi.org/10.4316/bf.2021.003Cuvinte cheie:
disturbanțe, diversitate specifică, modelul LandClimRezumat
Diversitatea specifică reprezintă o modalitate directă de evaluare a biodiversității, iar indicele de entropie Shannon este cel mai frecvent utilizat. Diversitatea speciilor forestiere variază în limite largi între diferite zone sau regiuni. Modelul LandClim este potrivit pentru a surprinde dinamica vegetației forestiere la scări temporale și spațiale mari, cât și efectele unor disturbanțe asupra diversității, care diferă în funcție de anumite particularități climatice, de mediu sau de amplasare a ecosistemelor afectate. Scopul lucrării este de a identifica cum este afectată diversitatea speciilor forestiere de disturbanțe într-un scenariu climatic care proiectează schimbări climatice cu un impact redus și care este evoluția diversității speciilor la diferite clase altitudinale și de expoziție.
Simulările dinamicii compoziționale efectuate în acest studiu arată că, odată cu creșterea intensității și dimensiunii disturbanțelor, de la scenariul fără astfel de evenimente spre cel cu disturbanțe mixte, se majorează valorile diversității speciilor. Totodată, creșterea în altitudine conduce la o diferențiere mai clară a diversității între scenarii. La altitudinile extreme, evoluția diversității este mai puternic influențată de expoziție, în timp ce altitudinile intermediare oferă o diversitate specifică relativ constantă în cazul evenimentelor disturbante mixte și antropice.
Rezultatele simulărilor prezintă modul în care acționează disturbanțele și care sunt efectele acestora, ce trebuie nu doar înțeles ci și încorporat în sistemul de management forestier. Efectele pozitive, cu referire directă la creșterea diversității specifice, ar trebui valorificate, prin păstrarea speciilor pioniere inițial instalate. Acțiunea naturii și a silvicultorului ar trebui să fie măcar parțial convergentă, evitând omogenizarea specifică excesivă a arboretelor, impusă uneori de normative tehnice specifice prea rigide. Folosirea reacției naturale a unui ecosistem și încorporarea efectelor pozitive ale disturbanțelor naturale în managementul silvic poate reprezenta o modalitate adecvată de creare a unor arborete adaptate noilor realități climatice.
Descărcări
Vizualizări
Referințe
Abensperg-Traun M., Smith G. T. , Arnold G. W., D. Steven E., 1996. The Effects of Habitat Fragmentation and Livestock-Grazing on Animal Communities in Remnants of Gimlet Eucalyptus Salubris Woodland in the Western Australian Wheatbelt. I. Arthropods. The Journal of Applied Ecology 33(6): 1281. https://doi.org/10.2307/2404770
Ammer C., 2019. Diversity and Forest Productivity in a Changing Climate. New Phytologist 221(1): 50-66. https://doi.org/10.1111/nph.15263
Anonymous. 2010. Amenajament ocol silvic Râșca.
Battisti C., Poeta G., Fanelli G., 2016. An Introduction to Disturbance Ecology. Cham: Springer International Publishing. http://link.springer.com/10.1007/978-3-319-32476-0
Bouriaud L., Bouriaud O., Elkin C., Temperli C., Reyer C., Duduman G., Barnoaiea I., Nichiforel L., Zimmermann N., Bugmann H. 2014. Age-Class Disequilibrium as an Opportunity for Adaptive Forest Management in the Carpathian Mountains, Romania. Regional Environmental Change. https://doi.org/10.1007/s10113-014-0717-6
Brose U., Helmut H., 2016. Biodiversity and Ecosystem Functioning in Dynamic Landscapes. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 371(1694). https://doi.org/10.1098/rstb.2015.0267
Brunialti G., Luisa F., 2021. Modeling of Species Distribution and Biodiversity in Forests. Forests 12(3): 1-3. https://doi.org/10.3390/f12030319
Burlui I., 2013. Managementul Riscului de Incendiu În Pădurile Judeţului Suceava. Teză de doctorat, Universitatea „Ștefan cel Mare” din Suceava, 160p.
Feng G., Svenning J.C., Mi X., Jia Q., Rao M., Ren H., Bebber D.P., Ma K., 2014. Anthropogenic Disturbance Shapes Phylogenetic and Functional Tree Community Structure in a Subtropical Forest. Forest Ecology and Management 313: 188-98. http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2013.10.047.
Gaston K.J., 2000. Global Patterns in Biodiversity. Nature 405(6783): 220-27. https://doi.org/10.1038/35012228
He H.S., 2008. Forest Landscape Models: Definitions, Characterization, and Classification. Forest Ecology and Management 254(3): 484-98. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2007.08.022
Henne P.D., Elkin C., Colombaroli D., Samartin S., Bugmann H., Heiri O., Tinner W., 2013. Impacts of Changing Climate and Land Use on Vegetation Dynamics in a Mediterranean Ecosystem: Insights from Paleoecology and Dynamic Modeling. Landscape Ecology 28(5): 819-33.https://doi.org/10.1007/s10980-012-9782-8
IPCC., 2007. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. eds. P.J. van der Linden and C.E. M.L. Parry, O.F. Canziani, J.P. Palutikof and Hanson. Cambridge, UK: Cambridge University Press.
Isbell F., Calcagno V., Hector A., Connolly J., Harpole W.S., Reich P.B., Scherer-Lorenzen M., Schmid B., Tilman D., Van Ruijven J., Weigelt A., Wilsey B.J., Zavaleta E.S., Loreau M., 2011. High Plant Diversity Is Needed to Maintain Ecosystem Services. Nature 477(7363): 199-202. https://doi.org/10.1038/nature10282
Jiang Y., Muyi K., Yuan Z.,Guangcai X., 2007. Plant Biodiversity Patterns on Helan Mountain, China. Acta Oecologica 32(2): 125-33. https://doi.org/10.1016/j.actao.2006.12.003
Jullien M., Thiollay J.-M., 1996. Effects of Rain Forest Disturbance and Fragmentation: Comparative Changes of the Raptor Community along Natural and Human‐made Gradients in French Guiana. Journal of Biogeography 23(1): 7-25. https://doi.org/10.1046/j.1365-2699.1996.00963.x
Kjellström E., Nikulin G., Hansson U., Strandberg G., Ullerstig A., 2011. 21st Century Changes in the European Climate: Uncertainties Derived from an Ensemble of Regional Climate Model Simulations. Tellus, Series A: Dynamic Meteorology and Oceanography 63(1): 24-40. https://doi.org/10.1111/j.1600-0870.2010.00475.x
Mackey R.L., David J.C., 2001. The diversity-disturbance relationship: is it generally strong and peaked? Ecology 82(12): 3479-92. https://doi.org/10.1890/0012-9658(2001)082[3479:TDDRII]2.0.CO;2
Marcean M., 2002. Pădurile Sucevei Şi Calamităţile Din Perioada 1945-2002. Bucovina Forestiera X(1-2): 59-73.
Martinsen G.D, Cushman J.H., Whitham T.G. 1990. Impact of Pocket Gopher Disturbance on Plant Species Diversity in a Shortgrass Prairie Community. Oecologia 83. https://doi.org/10.1007/BF00324644
Miller A.D, Roxburgh S.H., Shea K., 2011. How Frequency and Intensity Shape Diversity-Disturbance Relationships. Applied Mathematics Ecology, 108(14): 5643-48. https://doi.org/10.1073/pnas.1018594108
Mina M., Huber M.O., Forrester D.I., Thürig E., Rohner B., 2017. Future Ecosystem Services from European Mountain Forests under Climate Change. Journal of Applied Ecology 54: 389-401. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12772
Mittelbach G.G., Schemske D.W., 2015. Ecological and Evolutionary Perspectives on Community Assembly. Trends in Ecology and Evolution 30(5): 241-47. https://doi.org/10.1016/j.tree.2015.02.008
Nadrowski K., Wirth C., Scherer-Lorenzen M., 2010. Is Forest Diversity Driving Ecosystem Function and Service? Current Opinion in Environmental Sustainability 2(1-2): 75-79. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2010.02.003
Neumann M., Starlinger F., 2001. The Significance of Different Indices for Stand Structure and Diversity in Forests. Forest Ecology and Management 145(1-2): 91-106. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(00)00577-6
Palaghianu C., 2014. A Tool for Computing Diversity and Consideration on Differences between Diversity Indices. Journal of Landscape Management 5(2): 78-82.
Pickett S.TA, White P.S., 2013. The Ecology of Natural Disturbance and Patch Dynamics. ed. Peter S. White Pickett, Steward TA. Elsevier.
Pommerening A., 2002. Approaches to Quantifying Forest Structures. Forestry 75(3): 305-24. https://doi.org/10.1093/forestry/75.3.305
Pontarp M., Bunnefeld L., Cabral J.S., Etienne R.S., Fritz S.A., Gillespie R., Graham C.H., Hagen O., Hartig F., Huang S., Jansson R., Maliet O., Münkemüller T., Pellissier L., Rangel T.F., Storch D., Wiegand T., Hurlbert A.H., 2019. The Latitudinal Diversity Gradient: Novel Understanding through Mechanistic Eco-Evolutionary Models. Trends in Ecology and Evolution 34(3): 211-23. https://doi.org/10.1016/j.tree.2018.11.009
Popa I., 2004. Doborâturi Produse De Vânt - Factor De Risc În Ecosistemele. Analele ICAS 48: 3-28.
R Core Team., 2019. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing. https://www.r-project.org/. (May 20, 2019).
Rangel T.F., Edwards N.R., Holden P.B., Diniz-Filho J. A.F., Gosling W.D., Coelho M.T.P., Cassemiro F.A.S., Rahbek C., Colwell R.K., 2018. Modeling the Ecology and Evolution of Biodiversity: Biogeographical Cradles, Museums, and Graves. Science 361(6399). https://doi.org/10.1126/science.aar5452
Read Q.D., Zarnetske P.L., Record S., Dahlin K.M., Costanza J.K., Finley A.O., Gaddis K.D., Grady J.M., Hobi M.L., Latimer A.M., Malone S.L., Ollinger S.V., Pau S., Wilson A.M., 2020. Beyond Counts and Averages: Relating Geodiversity to Dimensions of Biodiversity ed. Volker Bahn. Global Ecology and Biogeography 29(4): 696-710. https://doi.org/10.1111/geb.13061
Redowan M., 2015. Spatial Pattern of Tree Diversity and Evenness across Forest Types in Majella National Park, Italy. Forest Ecosystems 2(1). https://doi.org/10.1186/s40663-015-0048-1
Robin Svensson J., Lindegarth M., Jonsson P.R, Pavia H., 2012. Disturbance-Diversity Models: What Do They Really Predict and How Are They Tested? Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 279(1736): 2163-70. https://doi.org/10.1098/rspb.2011.2620
Rykiel E.J., 1985. Towards a Definition of Ecological Disturbance."Australian Journal of Ecology 10(3): 361-65.https://doi.org/10.1111/j.1442-9993.1985.tb00897.x
Scheller R.M., Mladenoff D.J., 2007. An Ecological Classification of Forest Landscape Simulation Models: Tools and Strategies for Understanding Broad-Scale Forested Ecosystems. Landscape Ecology 22(4): 491-505. https://doi.org/10.1007/s10980-006-9048-4
Schuler L.J., Bugmann H., Petter G., Snell R.S., 2019. How Multiple and Interacting Disturbances Shape Tree Diversity in European Mountain Landscapes. Landscape Ecology 34(6): 1279-94. https://doi.org/10.1007/s10980-019-00838-3
Schuler L.J., Bugmann H., Snell R.S., 2017. From Monocultures to Mixed-Species Forests: Is Tree Diversity Key for Providing Ecosystem Services at the Landscape Scale? Landscape Ecology 32(7): 1499-1516. https://doi.org/10.1007/s10980-016-0422-6
Schumacher S., 2004. PhD thesis - Synthesis The Role of Landscapes in the European Alps.
Schumacher S., Bugmann H., 2006. The Relative Importance of Climatic Effects, Wildfires and Management for Future Forest Landscape Dynamics in the Swiss Alps. Global Change Biology 12(8): 1435-50. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01188.x
Schumacher S., Reineking B., Sibold J., Bugmann H. ,2006. Modeling the Impact of Climate and Vegetation on Fire Regimes in Mountain Landscapes. : 1-45. https://doi.org/10.1007/s10980-005-2165-7
Seidl R., Fernandes P.M., Fonseca T.F., Gillet F., Jönsson A.M., Merganičová K., Netherer S., Arpaci A., Bontemps J.D., Bugmann H., González-Olabarria J.R., Lasch P., Meredieu C., Moreira F ., Schelhaas M.J., Mohren F., 2011. Modelling Natural Disturbances in Forest Ecosystems: A Review. Ecological Modelling 222(4): 903-24. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2010.09.040
Seidl R., 2017. Forest Disturbances under Climate Change. Nature Climate Change 7(6). https://doi.org/10.1038/nclimate3303
Seidl R., Schelhaas M.J., Rammer W., Verkerk P.J., 2014. Increasing Forest Disturbances in Europe and Their Impact on Carbon Storage. Nature Climate Change 4(9): 806-10. https://doi.org/10.1038/nclimate2318
Shea K., Roxburgh S.H., Rauschert E.S.J., 2004. Moving from Pattern to Process: Coexistence Mechanisms under Intermediate Disturbance Regimes. Ecology Letters 7(6): 491-508. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2004.00600.x
Silva Pedro M., Rammer W., Seidl R., 2016. A Disturbance-Induced Increase in Tree Species Diversity Facilitates Forest Productivity. Landscape Ecology 31(5): 989-1004. https://doi.org/10.1007/s10980-015-0317-y
Simionescu A., Chira D., Mihalciuc V., Ciornei C., Tulbure C., 2012. Starea de Sănătate a Pădurilor Din România În Perioada 2001-2010. Suceava: Editura Mușatinii.
Snell R.S., Elkin C., Kotlarski S., Bugmann H., 2018. Importance of Climate Uncertainty for Projections of Forest Ecosystem Services. Regional Environmental Change. https://doi.org/10.1007/s10113-018-1337-3
Sousa W.P., 1984. The Role of Disturbance in Natural Communities. Annual Review of Ecology and Systematics 15(1): 353-91. https://doi.org/10.1146/annurev.es.15.110184.002033
Taylor A.R., Chen H.Y.H., VanDamme L., 2009. A Review of Forest Succession Models and Their Suitability for Forest Management Planning. Forest Science 55(1): 23-36.
Temperli C., Bugmann H., Elkin C.M., 2013. Cross-Scale Interactions among Bark Beetles , Climate Change , and Wind Disturbances : A Landscape Modeling Approach. Ecological Monographs 83(3): 383-402. https://doi.org/10.1890/12-1503.1
Thrippleton T., Bugmann H., Folini M., Snell R.S., 2018. Overstorey-Understorey Interactions Intensify After Drought-Induced Forest Die-Off: Long-Term Effects for Forest Structure and Composition. Ecosystems 21(4): 723-39. https://doi.org/10.1007/s10021-017-0181-5
Varga P., Chen H.Y.H., Klinka K., 2005. Tree-Size Diversity between Single- and Mixed-Species Stands in Three Forest Types in Western Canada. Canadian Journal of Forest Research 35(3): 593-601. https://doi.org/10.1139/x04-193
White P.S., 1979. Pattern, Process, and Natural Disturbance in Vegetation. The Botanical Review 45(3): 229-99. https://doi.org/10.1007/BF02860857
White P.S., Jentsch A., 2001. The Search for Generality in Studies of Disturbance and Ecosystem Dynamics. In Springer, Berlin, Heidelberg, 399-450. https://doi.org/10.1007/978-3-642-56849-7_17
Yeboah D., Chen H.Y.H., 2016. Diversity-Disturbance Relationship in Forest Landscapes. Landscape Ecology 31(5): 981-87. https://doi.org/10.1007/s10980-015-0325-y
Zimmermann N.E., Gebetsroither E., Zuger J., Schmatz D., Psomas A., 2013. Future Climate of the European Alps. Management Strategies to Adapt Alpine Space Forests to Climate Change Risks (Ipcc 2007).
*** World Imagery Sources: Esri, DigitalGlobe, GeoEye, i-cubed, USDA FSA, USGS, AEX, Getmapping, Aerogrid, IGN, IGP, swisstopo, and the GIS User Community
*** Maps throughout this article were created using ArcGIS® software by Esri. ArcGIS® and ArcMap™ are the intellectual property of Esri and are used herein under license. Copyright © Esri. All rights reserved. For more information about Esri® software, please visit www.esri.com
Descărcări
Fișiere adiționale
Publicat
Cum cităm
Număr
Secțiune
Licență
Copyright (c) 2021 Cosmin Coșofreț, Ciprian Palaghianu, Laura Bouriaud
Această lucrare este licențiată în temeiul Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Licența Open Access
Toate articolele și materialele suplimentare publicate în revista BUCOVINA FORESTIERĂ sunt disponibile sub o politică de acces liber gratuit (Open Access Licence) descrisă de BOAI, ceea ce implică accesul liber (fără nici o taxă) și nelimitat, pentru toată lumea, la conținutul integral al acestora.
Publicarea manuscriselor este gratuită, toate cheltuielile fiind suportate de către Facultatea de Silvicultură din cadrul Universități „Ștefan cel Mare” din Suceava.
