Tørke tilflukt - Drought refuge
En tørkeflukt er et sted som gir permanent ferskvann eller fuktige forhold for planter og dyr, og fungerer som et tilfluktssted når omgivende områder blir påvirket av tørke og lar økosystemer og kjerneartspopulasjoner overleve til tørken bryter. Tørkeflukt er viktig for å bevare økosystemer på steder der virkningene av klimatiske variasjoner forverres av menneskelige aktiviteter.
Beskrivelse
Pålitelige tørkeflykt er preget av evnen til å beholde tilstrekkelig vann gjennom tørken, ha vannkvaliteten god nok til å opprettholde livet i økosystemet som ikke er utsatt for fysisk forstyrrelse og som har tilgang til omgivelsene, slik at flyktninger kan rekolonisere hovedområdet habitat når tørken slutter.
For fisk og virvelløse dyr som lever i vann, kan et tørke tilflukt være et isolert permanent basseng i en bekk som slutter å strømme og for det meste tørker opp i en periode med tørke. Permanente våtmarker kan tjene som ikke-avlende tørkeflukt for en rekke vannfugler som hekker ved flyktige innsjøer når disse oversvømmes.
"Tørkeflykt er et trygt sted som vedvarer gjennom en forstyrrelse, med det kritiske kriteriet at etter forstyrrelsen tilfluktsstedet gir kolonist for å la befolkningen komme seg."
For noen arter er tilflukt deres eneste vannkilde og er nødvendig for å overleve. For fugler og virvelløse taxa er tørke tilflukt ikke bare nødvendig for å overleve, men bidrar til reproduksjons suksess. Noen organismer er i stand til å tilpasse seg miljøet når det er tørke, men å tilpasse egenskaper som vil være gunstige for å overleve i langvarig tørke er ekstremt vanskelig å oppnå.
Betegner tilflukt og tørke
Begrepet refugium (flertall: refugia ) ble opprinnelig brukt av evolusjonære biologer for tilfluktssteder som beskyttet hele arter mot forstyrrelser av store tidsmessige og romlige skalaer, slik som isbre eller de langsiktige effektene av klimaendringene. En forstyrrelse innebærer en midlertidig fjerning av biomasse som resulterer i endring i det fysiske miljøet. Mindre skala økologer nå bruke dette begrepet synonymt med enklere sikt tilflukt , for å definere steder som beskytter bestander av planter eller dyr fra mindre skala forstyrrelser som brann, flom, storm, eller menneskelig påvirkning. Refugia er habitatene eller miljøfaktorene som gir romlig og tidsmessig motstand og motstandskraft mot biotiske samfunn påvirket av forstyrrelser. Her er negative effekter av forstyrrelser lavere enn omkringliggende områder eller tider. Refugia buffer arter langsiktig, hvor som et tilflukt buffere arter kortvarig.
Det er andre bruksområder for begrepet tilflukt , for eksempel for et naturreservat eller et sted uten rovdyr (predasjon tilflukt). Et tilfluktsted er et sted eller en situasjon som gir sikkerhet eller ly. Her blir arter minimalt påvirket av skiftende klimaforhold.
Mangel på nedbør fører til tørking av akvatiske økosystemer og fører til en naturlig forstyrrelse som kalles tørke . For at organismer skal overleve en tørke, må forstyrrelsen være minimal, eller det må være et tørkeflykt tilgjengelig.
Effekter av tørke
Alvorlighetsgraden av en forstyrrelse måles ved intensitet, varighet og restitusjonstid. Intensitet og varighet påvirker styrken til en forstyrrelse og sannsynligheten for at organismer overlever i et område. Gjenopprettingstid påvirker nivået av gjenoppretting overflod og sammensetning i et forstyrret habitat til neste stimulans tvinger arter til å søke ly. Forstyrrelser, som tørke, påvirker romlige og tidsmessige mønstre for bruk av tilflukt, så vel som rollen til tilfluktssteder i samfunnsdynamikken. Variasjon i mønstre av forstyrrelser påvirker tilfluktbruksmønstre og samfunnstruktur. Redusert tid mellom forstyrrelser øker tilfluktsbruken til en viss frekvens er nådd og bruken avtar som et resultat av en arks svekkende motstandskraft og motstand . Tilflukt nedbrytning øker dødelighet for følsomme arter i større forstyrrelses ganger.
Tørke reduserer overflateareal og volum, samtidig som ekstreme fysiske og kjemiske vannkvaliteter økes , for eksempel temperaturnivåer, oksygenkonsentrasjon og vannstand. Dette knytter seg til interaksjoner som strukturerer samfunnene til forskjellige arter og påvirker dødelighet, fødsel og migrasjon. Under en tørke må arter søke tilflukt eller ha tilpasninger som gir tilflukt.
Hydrologiske ekstremer, som flom og tørke , endrer habitater. Tørke fører ikke bare til tap av habitater, men også til isolerte habitatlapper skapt av separasjon av befolkninger som sammen danner en metapopulasjon . Økt tetthet av organismer er et annet resultat av tørke. Økt organismetetthet fører til ressursbegrensninger , bevegelsesbegrensninger, økt konkurranse og økt predasjonstrykk . Tørke forårsaker også endringer i matressurser og vannkvalitet.
Funksjon og viktigheten av tørkeflukt
Tørke oppholdssted Protect plante og dyrepopulasjoner fra ekstremvær som klima trender utvikler seg. De tjener som steder som støtter populasjoner av planter og dyr som ikke kan bo andre steder i et landskap under forstyrrelser, enten disse hendelsene er sesongmessige og relativt forutsigbare, eller på annen måte. Et habitats evne til å fungere som et tilflukt avhenger av forstyrrelsen. Evnen til et tilflukt til å beholde vann blir viktig for å opprettholde de fleste befolkninger. Refuges av tilstrekkelig størrelse og varighet opprettholder populasjoner, opprettholder biologisk mangfold og kan ha relikviebestander . De er av særlig betydning under økende tørking når få andre egnede habitater er igjen. Biota er sterkt avhengig av årstidens tilfluktssteder. Refuges øker overlevelsesraten og gjenopprettingstiden for populasjoner som opplever en miljøforstyrrelse. Refugial effektivitet er et fristeds evne til å oppfylle habitatrelaterte kriterier. Kunnskapen om tilfluktssteder i middelhavs- og halvtørre bekker og elver har økt det siste tiåret.
Forstyrrelsesprosessen og rekoloniseringsprosessen er to økologiske prosesser som er knyttet til hvordan tilfluktssteder fungerer. Forstyrrelsesprosessen gjør steder til tilfluktssteder, og rekoloniseringsprosessen lager det bredere landskapet når en forstyrrelse har passert. Omkolonisering er drevet av motstand , lokal overlevelse i tørkeflukt eller motstandskraft , høy lokal dødelighet med individer som flytter tilbake til bekker når forholdene forbedres.
Prosessene med forstyrrelse, tilfluktdannelse, tilfluktfunksjon og rekolonisering skjer i varierende tidsmessige og romlige skalaer. Den romlige fordelingen av tilfluktssteder påvirker bruken og rekoloniseringen. Romlige faktorer alene har et lite bidrag. Refuges varierer også med morfologiske og fysisk-kjemiske faktorer; bidrag deles. Refuges kan være små eller store og kan brukes i korte eller lange perioder.
Refugia står i forhold, avhengig av arts tilpasninger , romlig og tidsmessig skala, og forstyrrelse regime. Mange relative påvirkninger er uklare ettersom hver situasjon er forskjellig. Tørkeflukt er viktig for å opprettholde biologisk mangfold over større romlige skalaer.
Flerårige farvann er det viktigste tørke tilflukt. Som tilfluktsrom krever de minst mulig investering av strømvirvelløse dyr og har størst biologisk mangfold . Flerårig overflatevann er avgjørende for overlevelsen av makroinvertebrater og fisk . Forskjeller i langsgående mønster påvirker plasseringen og funksjonen til flerårige tilfluktssteder.
Tilflukt belegg er forutsigbart basert på arts ' egenskaper , men ikke alle er egnet oppholdssted innenfor et system er opptatt. Refuge samfunn struktur er stort sett konstant fordi responsen på en forstyrrelse bærer over en art; den samme arten utnytter samme type tilflukt. Refugia spiller en sentral rolle i struktureringen av samfunn. De fleste ikke-flerårige strømtaxa ser ut til å ha mer enn ett potensielt tilflukt for tørke. Den primære determinanten for hvilke tørkeflykter en art bruker i et landskap er dens iboende trekk.
Det er spesifikke regioner (tilfluktssteder) som enkeltpersoner beveger seg under en tørke, og innenfor disse regionene er det spesifikke egenskaper ved steder som brukes som tilfluktssteder av forskjellige arter. En art kan bruke mer enn en type tilflukt i løpet av livssyklusen . En variasjon i tilfluktsbruk er forårsaket av topografi , individuell artfølsomhet og respons på forstyrrelser. Mønstre for tilfluktsbruk er påvirket av forstyrrelsestype, artstype, lappestørrelse, potensielle beboere og beliggenhet. Disse mønstrene er dårlig forstått.
Tørkeflukt danner habitatmosaikker som er utsatt for økt fragmentering ved strømningsregulering. Noen mosaikker er mer sårbare for vannuttak enn andre. Tørking av bassenger resulterer i en flekkfri mosaikk av bassenger i en tørr kanal som varierer i egnethet for forskjellige arter og livsstadier. Forskjellige arter favoriserer bassenger med forskjellige størrelser på forskjellige steder med forskjellige fysisk-kjemiske egenskaper. Refuges med lav overflod av arter krever mindre innsats for å være tilstrekkelig enn diverse refuges. Størrelsen på et basseng påvirker settet med arter, totalt antall organismer og monteringsstruktur på grunn av fysisk-kjemiske faktorer. Artsrikdom og overflod er relatert til bassengmorfologi . Skygge , plassering og jordsammensetning er alle medvirkende faktorer. Tungt skyggelagte bassenger har kaldere vann, hvor like skyggelagte bassenger har økt nivået av primærproduktivitet. Store tilfluktssteder har økt overflod og berikelse og vil sannsynligvis vedvare gjennom lange forstyrrelser.
Selv om det brukes sjelden og ofte bare inneholder få individer i normale år, kan rekkevidde kanter fungere som tilfluktssteder fra ekstreme værhendelser eller forhold som tørke. Under disse ekstreme forholdene er sannsynligheten for overlevelse, reproduksjonssuksess eller begge deler høyere enn i kjernen av området.
Tilfluktsbruk er påvirket av habitategenskaper, slik som hydrolisk utveksling og sedimenttype , aktiv migrasjon eller passiv habitatbruk og artsmorfologi, atferd og fysiologi . En nedgang i bruk av tilflukt skyldes redusert effektivitet av dødelighetsreduksjon og redusert tid gitt for samfunnets gjenoppretting som fører til redusert tid mellom forstyrrelser.
Bevegelse inn og ut av tilflukt skaper forutsigbare strømmer av biomasse og næringsstoffer . Dette er viktig i matnett og i økosystemet . En tett mengde næringsstoffer på ett sted under en forstyrrelse betyr økt konkurranse og predasjon . Dødelighetsgrader, fødsel , migrasjon og interaksjoner mellom biota-komponenter som har trukket seg tilbake til refugia, påvirkes av tilfluktsens natur. Den romlige omfanget, tørkehastigheten og de omgivende fysiske og kjemiske forholdene er alle bidragsytere.
Tørkeflukt for alger er vidt spredt fordi de fleste med-elv- taxa kan overleve uttørking og viser liten spesifisitet for tilfluktssteder, forutsatt tørking skjer langsomt. De inkluderer tørr biofilm på steiner og tre, tørre bladpakker og flerårige bassenger. Refuges for makrofytter og zooplankton omfatter vanligvis egg- og frøbanker i med-elver og er elastiske mot langvarig tørking.
Viktigheten av tilfluktstilkobling
Tørke fører til et skifte i tilfluktavstand og forbindelser i forskjellige romlige og tidsmessige skalaer. Tørke forstyrrer hydrologisk tilkobling og påvirker bosatte arter gjennom tap av vann og strøm fra tørking, reduksjon av habitat og omkonfigurering. Levering av vann er begrenset til områder i et strømnett. Habitatoppdateringer laget av medlemmer av samfunnet fungerer som tilfluktssteder som er avgjørende for andre medlemmer. Stier og dammer gravd av visse arter, som alligatorer , tillater spredning i tilfluktssteder. Hydrolisk utveksling gir bevegelse av vann , næringsstoffer og organismer til et fristed. Bestander av sittende organismer, som flora og fauna i flerårige vannflater, kan ikke vare på ubestemt tid uten hydrologiske forbindelser mellom tilfluktssteder. Mobile organismer, som fisk, vil bevege seg inn i en refugia hvis det ikke er noen barrierer, som fysiske hindringer (f.eks. Dammer , isolerte bassenger), biotiske faktorer (f.eks: predasjon, konkurranse) og fysisk-kjemiske faktorer (f.eks: lave oppløste oksygennivåer) .
Under mindre forstyrrelser, kortsiktige forstyrrelser, blir populasjoner innen tilfluktssteder ikke nødvendigvis avskåret fra de i andre tilfluktssteder eller de i andre uforstyrrede landskap , og slik kan genetisk utveksling fremdeles forekomme, eller vil forekomme i deler av livssyklusen som ikke er begrenset av forstyrrelsen . Under disse omstendighetene er det lite sannsynlig at en arts overlevelse vil avhenge av en enkelt tilflukt. Gjenopprettingsprosesser må gjenopprette tilkobling, slik at migrasjon kan forekomme fra tilfluktssteder til nye miljøer. Strømmende strømmer kan fungere som tørkeflukt for nærliggende bekker, selv om de ikke er hydrologisk koblet til dem. Flyktninger må kobles hydrologisk til riktig tid. For insekter kan tilfluktsrom på en bekk støtte rekolonisering på tilstøtende bekker som ikke er hydrologisk forbundet, noe som også kan kreve bevaringsplanlegging på tvers av nedbørsgrenser.
Tørken fra 1996 til 2009 hadde stor innvirkning på Murray-Darling Basin, i Nord-Australia (Murphy og Timbal 2007; Umenhofer et al. 2009). Da denne tørken skjedde, tørket den våtmarkene og vannlagrene (tørke tilflukt). For mange arter av fugler og fisk er tilfluktet det eneste tilgjengelige ferskvannet. Vannmassen fungerer som mat og ly; derfor må den konserveres. Tørkeflukt vil sannsynligvis opprettholde biologisk mangfold over større romlige skalaer som grupper av bekker eller hele dreneringsnettverk. Chester, ET og Robson, BJ (2011), tørkeflukt, romlig skala og rekolonisering av virvelløse dyr i ikke-flerårige bekker. Ferskvannsbiologi, 56: 2094–2104.
Ulike typer tørkeflykt
En art kan bruke mer enn en type tilflukt i løpet av livssyklusen . Refugia kan være fysiske egenskaper ved organismer som kortsiktig oppførsel eller en langsiktig evolusjonær tilpasning . Dyr og planter har mekanismer for å øke motstand (overlevelse) og motstandskraft (gjenoppretting) mot fysisk forstyrrelse. De utvikler tilpasninger som morfologi , fysiologi , atferd . Tilpasninger av fysiske organismer inkluderer evne til å aestivere , munnorientering som gjør det mulig å puste oksygen ved vannoverflaten, kroppsrustning og giftige pigger. Mobilarters mestringsmetoder inkluderer tilflukt som søker atferd; de søker habitatplaster som avlaster fysiologisk stress og reduserer dødeligheten. Avhengighet av spredning forbedrer motstandsdyktigheten overfor klimaendringer på kort sikt, men over lengre tidsperioder vil det ikke beskytte biologisk mangfold av makrovirvelløse dyr fra nedbrytning av tilfluktslandskap i landskapsskala.
Den hyporheiske sonen , en region langs streambeds der grunnvann blandes med overflatevann, er en viktig tilflukt for immobile organismer, som alger . Den hyporheiske sonen beskytter mot frysing, høy temperatur og forurensning . Det reduserer forskyvning med sin relativt stabile, langsomme strømning. I en hyporheisk sone beholdes gratis vann, og virvelløse dyr forblir under vann. Det er vist at hyporheisk sone bidrar til kolonister når overflaten strømmer igjen.
Flerårige farvann, enten det er bassenger, siver eller strømmende deler av bekker, har gjentatte ganger vist seg å være de viktigste tilfluktsstedene. Flerårige strømningsdeler og flerårige bassenger fungerer som tørkeflukt for et bredere område av landskapet enn bekken de ligger på. Refuges av en størrelse som er tilstrekkelig til å opprettholde hele populasjoner , slik som evig flytende rekkevidde, er sannsynligvis viktigst og kan under aridifisering bli refugia som inneholder reliktuelle populasjoner. Flerårige bassenger og flerårig rennende vann har generelt det største mangfoldet av makrovirvelløse taxa fordi de krever minst mulig investering fra virvelløse dyr.
Trusler og bevaring
Fordi tørke oppholdssted kan tilveiebringe de eneste områder slik at populasjoner til å vedvare under tørke, er de meget sårbare for faktorer som påvirker vannkvaliteten, slik som vannforurensning og sedimentering fra menneskeskapt avrenning . Følgelig, i områder som er utsatt for periodevis tørke, krever bevaring av habitater identifikasjon og beskyttelse av tørkefly.
Tørke er spesifikk for bestemte regioner og klimasoner. Klimaendringer i mange medregioner kan forlenge tørre perioder og true tilfluktssteder. Kapasiteten for flerårige tilfluktssteder for å støtte biologisk mangfold kan bli alvorlig kompromittert på grunn av økende vanntemperaturer, redusert kvaliteten på tilfluktssteder ved å overskride den termiske toleransen til virvelløse dyr eller ved å forårsake anoksi i strømbassenger og eksisterende miljøforringelse av mange flerårige vannveier.
Tørke har evnen til å redusere landbruksprodukter og forårsake tap av avlinger og liv. Derfor er det ekstremt viktig å reservere tilflukt på flere måter enn én. For å bevare tørke tilflukt for disse artene, må det iverksettes tiltak som vil påvirke kortsiktige og langsiktige innvirkninger som tørken har på arten som bor på den for å overleve. I California inkluderer forsøk på å bevare tørke tilflukt der, å reservere vann når det er mulig. Vannbeskyttelse gjøres for å migrere fuglepopulasjoner (National Wildlife Refuge; 1. mars 2016). National Wildlife Refuge deltar også i klipping, disking, sprøyting og kontrollerte forbrenninger. Disse tiltakene er tatt i et forsøk på å hindre at ikke-naturlig vegetasjon vokser; denne typen vegetasjon vokser vanligvis innfødte når de er i tørke. Dermed tillater innfødt vegetasjon å overleve under tørke, noe som fører til at den avhengige arten fôrer på den tilgjengelige vegetasjonen. Rentvannsloven ble vedtatt for å beskytte det amerikanske vannet mot forurensning. Selv om handlingen ikke beskytter alle farvann, beskytter den mange vannmasser. Når tørkeflukt er forurenset, blir de en enda større fare for de arter som bor. Rentvannsloven er bare ett skritt i å rense vann, og redde tørkeflukt "(The Clean Water Rule; National Wildlife Organization)."
Kontinuerlige trusler mot bevaring av tørkeflykt inkluderer; sedimentering, vannhullspumping og mangel på vannets struktur, det er ikke i nærheten av andre vannmasser. Disse fører selvfølgelig til situasjoner der det er en ekstrem reduksjon i vanntilgjengeligheten. Når vanntilgjengeligheten synker, øker sjansene for at avhengige arter dør ut.
Grunnvanns akviferer støtte tørke oppholdssted for vann-avhengige økosystemer. Forurensning og overekstraksjon av grunnvann er begge problematiske fordi det senker evnen til å støtte grunnvannsforsynte tørkefluktområder. Overekstraksjon senker vannet og nedbryter vannavhengige økosystemer . Overekstraksjon forekommer ofte i områder med knapphet på overflatevann og hyppig tørke; der grunnvannsflukt og refugia er viktigst. Menneskeskapte forstyrrelser kan etterligne effekten av tørke, som vannuttak og demninger. Menneskeskapte modifikasjoner av kanalen truer den hyporeiske sonen som et tilflukt.
Grunnvann forsaltning kompromisser bufring egenskaper. Vegetasjonsklarering, sammen med vanning , forårsaker alvorlige problemer. Vanning øker vannet og mobiliserer salter, og vegetasjonsklarering gjør det mulig å komme i kontakt med vannmiljøer og vegetasjon. Dette understreker arter som ikke er tilpasset høy saltholdighet. Høye nivåer av saltholdighet reduserer vannopptaket i planter, ved å forårsake stomatal lukking, redusere fotosyntese . Skogene går ned i områder med høyt saltinnhold og grunt grunnvannsdyp fordi disse forholdene gjør dem mer utsatt for tørke. Skogene går ned i områder med høyt saltinnhold og grunt grunnvannsdyp, noe som gjør dem mer utsatt for tørke.
Det må være økt fokus på bevaringsarbeid. Kunnskap om tilfluktfunksjoner er avgjørende for å forstå deres rolle i bevaring av biologisk mangfold , spesielt klimafølsomme arter. Spesielt i regioner der klimaendringene øker hyppigheten og varigheten av tørre perioder. For å best bevare arter som står overfor ekstreme værhendelser, er det nødvendig å identifisere forhold som "presser" arter, og, enda viktigere, å identifisere tilfluktsstedene som enkeltpersoner beveger seg til. Flerårige strømmer og flerårige bassenger kan være av avgjørende betydning for å opprettholde det biologiske mangfoldet i en mosaikk av strømningshabitater med tørrere strømningsregimer. Den primære vekten av beskyttelse mot tørke tilflukt bør være å beskytte flerårig overflatevann og avstandskanter i det landskapet. Bevaringstilnærminger for elvesystemer må fokusere på å identifisere og bevare tilfluktssteder sammen med å opprettholde tilfluktstilkobling, redusere virkningen av andre forstyrrelser på disse systemene og opprettholde forutsigbare sesongmessige strømningsmønstre.
Utslipp fra vannkraftreservoarer kan brukes til å senke vanntemperaturen i elven eller fylle opp den tidligere flerårige strømmen, og derved skape tilfluktsrom for elvbiota. Å fokusere på å opprettholde grunnvannskvaliteten er også mer fordelaktig enn å fokusere på overflatevannressurser. Re-vegetasjon kan redusere vannforurensning i grunn- og overflatevann, til fordel for biologisk mangfold. Det er økende bevis for at habitater skapt av mennesker, som kanaler, grøfter og gårdsdammer, kan støtte biologisk mangfold i ferskvann og derfor har potensial til å gi tilfluktssteder. De kan forhindre at større organismer, som fisk, blir strandet når vannstanden synker. Mens bevaring av tilfluktssteder er avgjørende for å skaffe rekoloniseringskilder, er det ikke tilstrekkelig hvis kolonister ikke kan komme fra tilfluktsstedet til habitatplaster som er egnet for kolonisering.
Omvendt, der det er nødvendig med forvaltning av skadedyrarter, kan det være mer kostnadseffektivt å kontrollere dem i deres tørkeflukt under tørke ved andre tider. Et eksempel på dette er å kontrollere kaniner i tørre og halvtørre regioner i Australia .