معلومة

(كيف) يغير القواطع نمو الشجرة بشكل أساسي؟

(كيف) يغير القواطع نمو الشجرة بشكل أساسي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا مهتم بإضافة القدرة على نمذجة إنتاج شجرة الكوبس إلى نموذج من المحاصيل المعمرة (Miguez et al 2008) ...

يعد تنفيذ مجمعات الكتلة الحيوية ومعلمات التخصيص المطلوبة لنمو الشجرة أمرًا مباشرًا نسبيًا.

ومع ذلك ، ليس من الواضح بالنسبة لي ما إذا كان سيكون من الضروري حساب أي تغييرات في شكل النمو وعلم وظائف الأعضاء (مثل التخصيص ، والقياس التباين) المرتبطة بإدارة coppice.

هل هناك أي نماذج تشكل نموذجًا واضحًا لإعادة نمو الأجنة؟ هل هناك أي قضايا معينة يجب أن أفكر فيها؟


فرناندو إي ميجيز ، وشينجوانج جو ، وستيفن همفريز ، والألماني أ.بوليرو ، وستيفن ب.لونج. GCB الطاقة الحيوية. 2009. المجلد 1 العدد 4 ، الصفحات 282 - 296 (رابط)


وفقًا لـ Deckmyn et al (2004) ، فإن التأثير الأساسي لإدارة الكوبس هو أن جزء الكتلة الحيوية الكلية في الجذور يكون أعلى نسبيًا بعد التقسيم ، وأن جزءًا كبيرًا من الكربون في الجذور (حوالي 20 ٪ من كتلة الجذر) يتم إعادة تخصيصه فوق الأرض لدعم نمو البراعم في الربيع التالي للتقطيع.

بسبب إعادة التخصيص الكبيرة هذه ، يمكن للنباتات المتشابكة أن تنمو بسرعة أكبر (وتصل إلى إغلاق المظلة في وقت أقرب) ، من الشتلات (Ceulemans et al 1996) ، من المهم مراعاة أن إغلاق المظلة (الحد الأقصى لمؤشر مساحة الورقة) يحدث بسرعة أكبر بعد تقطيع


Deckman et al ، 2004 نمو الحور والعائد في دورة قصيرة coppice: محاكاة نموذجية باستخدام نموذج العملية SECRETS. الكتلة الحيوية والطاقة الحيوية دوى: 10.1016 / S0961-9534 (03) 00121-1

Ceulemans et al ، 1996. مقارنة بين خصائص الكافور والحور والصفصاف مع إشارة خاصة إلى نهج النمذجة والنمو ، مقال البحث الأصلي الكتلة الحيوية والطاقة الحيوية ، المجلد 11 ، الإصدارات 2-3 ، الصفحات 215-231 doi: 10.1016 / 0961 -9534 (96) 00035-9


علم الوراثة شجرة

علم وراثة الأشجار هو دراسة جينات الأشجار - وحدات انتقال الخصائص الوراثية داخل الأشجار. عادة ما يكون كل جين جزءًا من جزيء DNA أو RNA داخل كروموسوم يتحكم في الإنتاج

أحماض أمينية أو بروتينات معينة تؤثر بدورها على خصائص معينة للتطور في الشجرة ، مثل شكل الورقة ووظيفتها. تنتقل هذه الخصائص من الأب إلى النسل ، وبالتالي فهي عناصر تحكم أساسية فيما يحدد نوعًا ما عن الآخر ، وكذلك الأنواع الفرعية ، أو الأنماط البيئية.

عادة ما يتم تمييز الأنواع عن بعضها البعض لأن لها جينات مختلفة بشكل فريد ، وبالتالي لها أشكال وأحجام ووظائف فريدة من نوعها ، والأهم من ذلك ، الخصائص الإنجابية. أحد تعريف الأنواع الفريدة هو أنه لا يمكن أن يتزاوج مع نوع آخر وينتج ذرية قابلة للحياة. في الأشجار ، قد يكون هذا بسبب إنتاج شجرتين مختلفتين للزهور وحبوب اللقاح في أوقات مختلفة ، وقد تكون حبوب اللقاح مختلفة الأشكال والأحجام وغير قادرة على دخول وتخصيب الأنواع الأخرى & # 8217 الزهور ، أو قد يكون للزهور خصائص لا تسمح بحبوب اللقاح الأخرى الأنواع لتخصيبها.

في بعض الحالات ، قد ينتج نوعان مترابطان ولكن مختلفان ذرية قابلة للحياة تتميز بخصائص كلا النوعين. هذا يسمى الهجين وغالبًا ما يكون عقيمًا أو غير قادر على إعادة إنتاج نفسه. في الحيوانات ، المثال الشائع هو النسل بين الحصان والحمار ، والذي ينتج بغل. في الأشجار ، المثال الأكثر شيوعًا هو التهجين بين الأنواع في عائلة الحور - تسمى أشجار الحور الهجينة. كما ذكرنا ، غالبًا ما تكون الهجينة غير قادرة على تكاثر ذرية خاصة بها ، ولا تتطور معظم الهجينة إلى بالغين يتمتعون بخصائص بقاء جيدة. في بعض الأحيان ، قد يكون للهجين سمات معينة مرغوبة بشدة ، مثل الفاكهة الكبيرة ، والنمو الأسرع في الارتفاع ، والأوراق الملونة المختلفة ، وهذا هو السبب في أنها قد تنتج بشكل مصطنع من قبل البشر لأغراض محددة.

في الطبيعة ، يتم تحديد التباين الجيني الذي يحدث ويؤدي إلى أنواع مختلفة من خلال خمس عمليات رئيسية:

طفره العملية التي يحدث فيها الخطأ عند تكرار الجينات أو نقلها إلى النسل. الغالبية العظمى من الطفرات ضارة وتؤدي إلى وفاة الفرد ، ولكن في بعض الأحيان ينتج عن الطفرة خاصية مفيدة ، مثل زيادة الشمس أو تحمل الجفاف ، ونمو الجذر الممدود ، وشكل أو لون الورقة المختلف ، والزهور المبكر. إذا أعطت هذه الخصائص للفرد ميزة البقاء على قيد الحياة ، فإن هذه الطفرة لديها احتمالية كبيرة لتديم نفسها داخل ذلك الفرد & # 8217s النسل. الانتقاء الطبيعي إذا كانت الجينات المحددة (مثل تلك الناتجة عن الطفرات) للكائنات الفردية تمنحه ميزة البقاء على قيد الحياة ، فستكون لديه احتمالية أكبر لإنتاج المزيد من النسل الذي سيكون له ، بدوره ، ميزة بقاء أعلى. هذا يؤدي إلى الهيمنة النهائية لهذه السمة الوراثية في السكان المحليين. على سبيل المثال ، تميل الأشجار في المناخات القاحلة إلى أن يكون لها أوراق صغيرة وسميكة لمساعدتها على الحفاظ على المياه مقابل الأشجار في المناطق الأكثر رطوبة ، حيث لا تمتلك الأشجار ذات الأوراق الكبيرة الرفيعة عيبًا تنافسيًا. وبالتالي ، فإن الانتقاء الطبيعي يسمح بتنمية المجموعات السكانية داخل الأنواع التي قد تكون أكثر تكيفًا مع الخصائص المحلية ، مثل توقيت الشتاء والربيع ، وحرائق الغابات المتكررة ، وتوافر المياه والمغذيات ، ومقاومة الآفات ومسببات الأمراض. تسمى هذه الاختلافات الجغرافية في الأنواع الأنواع البيئية ، أو الأنواع الفرعية. إذا أصبحوا معزولين بدرجة كافية عن عامة السكان ، فقد يطورون خصائص تصبح فريدة بما يكفي لتأهيلهم كأنواع مختلفة. الهجرة هذه هي الحركة العامة للمعلومات الجينية عبر مجموعة أكبر من السكان من خلال تشتت حبوب اللقاح أو البذور. عادة لا تحدث هذه الحركة على مسافات كبيرة ، وبالتالي ، فإن المناظر الطبيعية الكبيرة التي تغطيها أشجار من نفس النوع ستتألف من مجموعات من الأشجار المترابطة تسمى العائلات والأحياء - لكل منها سمات وراثية محددة وفريدة من نوعها ، على الرغم من أنها ليست مختلفة بما يكفي تعتبر أنواعًا بيئية أو نوعًا فرعيًا. الانحراف الجيني داخل مجموعة سكانية ، يمكن أن تحدث اختلافات أو اختلافات عشوائية في التركيب الجيني عندما تتفاعل طفرة مع الانتقاء الطبيعي لتكوين سمة فريدة في نوع ما. يحدث هذا غالبًا في مجموعات صغيرة ومعزولة يكون فيها القليل من هجرة حبوب اللقاح أو البذور من الخارج. ترجع الاختلافات بين صنوبر بلاك هيلز بونديروسا (إبرتان لكل حشرة) وصنوبر بونديروسا في شمال روكي ماونتن (ثلاث إبر لكل حشرة) إلى الانجراف الجيني حيث يتم عزل مجموعاتهم عن بعضهم البعض بمئات الأميال من البراري الجافة. تهجين يُطلق على التكاثر بين نوعين مختلفين - غالبًا ما يكونان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا - والذي ينتج عنه نسل التهجين. معظم الهجينة ، مثلها مثل الطفرات ، لا تنتج نسلًا قابلاً للحياة أو مناسبًا ، وبالتالي لا تزدهر. من حين لآخر ، سيكون للهجين خصائص تنافسية فائقة تسمح له بميزة التكاثر. قد تصبح هذه الأنواع الهجينة في النهاية نوعًا فرعيًا أو نوعًا خاصًا بها.

إن علم وراثة الأشجار والعمليات التي تتحكم فيها هي الأسباب التي تجعلنا نمتلك العديد من الأنواع المختلفة من الأشجار وهي حيوية في خلق التنوع البيولوجي عبر الأرض. يسمح التكيف الجيني للأنواع باستعمار الأراضي التي قد لا تدعم الحياة والتكيف مع الاستخدام الأكثر كفاءة للموارد المتاحة في أي منظر طبيعي معين.

استخدم البشر التكاثر الجيني ، وفي الآونة الأخيرة ، التضفير الجيني (التضفير الاصطناعي لجينات معينة من نوع إلى نوع آخر & # 8217 DNA) لإنشاء نباتات وحيوانات: تنتج كميات أكبر من الغذاء ، مثل العديد من محاصيل الخضروات والحبوب المحددة سلالات الخيول ، مثل بلجيكا للجر أو الخيول الأصيلة للسباق وسلالات الأشجار التي تنمو أكثر استقامة وأطول لإنتاج الأخشاب ، مثل الصنوبر loblolly ، أو التي تكون أكثر مقاومة للأمراض الغريبة ، مثل الصنوبر الأبيض المقاوم للصدأ الأوروبي. . قد يؤدي تغير المناخ إلى خلق ظروف تكون فيها الأشجار التي لديها تكيفات وراثية محددة لتوقيت الصقيع والربيع ، وتوافر الرطوبة ، والآفات ومسببات الأمراض ، وما إلى ذلك ، غير قادرة على التكيف بشكل جيد مع المناخ الجديد. على الرغم من أن العمليات الجينية قد تسمح لكل نوع بالتكيف ، إلا أن هذه العملية قد تستغرق عدة قرون لأن الأشجار بطيئة في النضج وتنتج ذرية. كلما زادت سرعة أي تغير مناخي قد يحدث ، زادت فرص انقراض نوع أو نمط بيئي. المساعدة البشرية في مساعدة الأنواع على الهجرة والتكيف قد تخفف الآثار السلبية إذا حدث تغير مناخي سريع.

القراءة ذات الصلة:
هاربر جون ل. 1977. بيولوجيا تعداد النباتات. المطبعة الأكاديمية ، نيويورك. 892 صفحة

فينجر كارل ف. (محرر) 1984. دليل الغابات الطبعة الثانية. جون وايلي وأولاده ، نيويورك. 1335 ص.


التعامل مع عدم اليقين المناخي من خلال تحسين تقنيات الإنتاج في ظروف الجزر الاستوائية

5.3 استخدام الميكروبات

ينتج ضعف الإنبات والشتلات عن ملوحة التربة ، مما يؤثر سلبًا على نمو وتطور نباتات المحاصيل والمسؤول عن انخفاض الإنتاج الزراعي. يمكن أن يكون التأثير الاكتئابي للملوحة على الإنبات مرتبطًا بانخفاض المستويات الذاتية للهرمونات (Afzal et al.، 2006). ومع ذلك ، فإن دمج بعض الكائنات الحية الدقيقة أثناء معاملات التقسيم الحيوي للبذور في العديد من محاصيل الحبوب والخضروات أدى إلى زيادة مستويات هرمونات نمو النبات وتحسين أداء البذور (Howell ، 2003).

وقد أظهرت العديد من الدراسات أن جذر الاستعمار بها Trichoderma harzianum زيادة مستوى إنزيمات النبات ، بما في ذلك بيروكسيدازات مختلفة ، كيتينازات ، β-1،3-جلوكاناز ، هيدروبيروكسيدلياز مسار الشحوم ومركبات مثل phytoalexins والفينولات لتوفير مقاومة دائمة ضد الإجهاد (Harman، 2006 Hoitink et al.، 2006). كما لوحظ تراكم بعض المواد المذابة المتوافقة في ظل ظروف إجهاد الملح وتم اقتراحه كجزء من الآلية (الآليات) التي تتحكم في تحمل الملح في النباتات. البرولين هو أحد أفضل المواد المذابة المعروفة والتي تتراكم بسببها الترايكوديرما التلقيح تحت ظروف الملوحة في برينجال والذرة والبقول. مادة كيميائية أخرى مرتبطة بالإجهاد ، يزداد الإنتاج مع زيادة إجهاد الملوحة في النباتات. هذا مؤشر على الإجهاد التأكسدي الذي يعمل كمؤشر لبيروكسيد الدهون. يؤدي ضرر بيروكسيد غشاء البلازما إلى تسرب المحتويات ، والجفاف السريع ، وموت الخلايا (سكانداليوس ، 1993).


تؤثر طريقة أخذ عينات الأشجار على تقييمنا لتأثيرات تغير المناخ على الغابات

يبدو كما لو أن التنبؤات المتشائمة بتراجع الغابات في الولايات المتحدة تستمر في التراجع عن الضغوط. حتى تعداد غابات الأمة ، برنامج جرد وتحليل الغابات التابع لوزارة الزراعة الأمريكية (FIA) ، قام بقياس المستويات المرتفعة لموت الأشجار في العديد من أنواع الغابات - في الغالب نتيجة الحرائق والجفاف وتفشي الحشرات. ومع ذلك ، على عكس مؤشرات التراجع هذه ، يُظهر برنامج FIA أيضًا تجديدًا وإعادة نمو كبير. في ورقتنا البحثية الأخيرة (Klesse et al. ، 2018) ، نستخدم شبكة جديدة من بيانات حلقات الأشجار التي تم جمعها في مخططات الاتحاد الدولي للسيارات لمقارنة تنبؤين بتدهور الغابات ، الأول يعتمد على عينة جرد الغابات والثاني على أساس الجمهور. أرشيف حلقة الشجرة ، البنك الدولي لبيانات حلقة الأشجار (ITRDB). النتيجة: كيف نقوم بأخذ عينات من الأشجار يحدث فرقًا كبيرًا في التدهور المتوقع للغابات.

ITRDB هو نتاج عقود من العمل الشاق وشهادة على كيفية قيام علماء حلقات الأشجار بمشاركة البيانات علانية. تتنبأ الدراسات القائمة على مجموعة البيانات هذه بتدهور حاد في الغابات. ولكن ما مدى جودة تمثيل ITRDB للنمو الإقليمي للغابات؟ تختلف مجموعات البيانات ITRDB و FIA في جانب رئيسي واحد: تصميم أخذ العينات. تم اختيار الأشجار في ITRDB بشكل نموذجي لوصف تقلب المناخ في الماضي. تم اختيار الأشجار في FIA باتباع بروتوكول صارم يمثل إجمالي عدد الغابات ، بغض النظر عن حجم الشجرة أو الأنواع. قمنا بمقارنة قاعدتي بيانات حلقات الأشجار الواسعة هاتين لاختبار الاختلافات التي قد تؤثر على تنبؤات انخفاض النمو في المستقبل.

تؤكد النتائج التي توصلنا إليها ما عرفه العديد من زملائنا لسنوات - تباين نمو الأشجار أعلى في أشجار ITRDB مقارنة بأشجار FIA - بسبب التأثير الأقوى لتقلب المناخ في مواقع ITRDB. يقترح تحليلنا ثلاثة أسباب لذلك. أولاً ، في حالة Douglas-fir ، وجدنا أن مواقع ITRDB كانت على حافة الارتفاع المنخفض لتوزيع الأنواع ، حيث تكون ظروف النمو أكثر دفئًا وجفافًا (الشكل 1 أ والشكل 2). ثانيًا ، تعتبر أشجار ITRDB أقدم ، بحوالي 200 عام في المتوسط ​​(الشكل 1 ب) تكون الأشجار الأقدم (الأكبر) أكثر حساسية لتغير المناخ. ثالثًا ، غالبًا ما يتم اختيار أشجار ITRDB من المنحدرات شديدة الانحدار أو الصخرية حيث توجد سعة مائية قليلة للتربة (الشكل 1 ج والشكل 2) ، بهدف تعظيم التباين في عرض حلقات النمو السنوية. تمثل عينة ITRDB مجموعة فرعية صغيرة وخاصة جدًا من إجمالي عدد سكان الغابات - وهي عينة تُظهر استجابة أقوى للمناخ من عينات FIA (الشكل 3).

شكل 1: أ) رسم تخطيطي لمجتمع الغابات في جنوب غرب الولايات المتحدة على طول منحدر جبلي ، مع بيانات الارتفاع لمواقع أخذ عينات دوغلاس التنوب. تميل العينات المستهدفة (ITRDB) من Douglas-fir إلى أن تؤخذ من مواقع أقل وأكثر دفئًا في نطاق ارتفاع هذا النوع. ب) تميل الأشجار المستهدفة (ITRDB) أيضًا إلى أن تكون أقدم بكثير مقارنة بأشجار جرد الغابات. ج) اختيار الأشجار على المنحدرات الصخرية شديدة الانحدار ذات سعة مياه التربة القليلة يؤدي إلى تباين أكبر في عرض الحلقة في أشجار ITRDB مقارنة بأشجار FIA.

الشكل 2: الموقع وظروف الشجرة المتناقضة. على اليسار يوجد ارتفاع علوي (2743 مترًا) ، منطقة جرد الغابات التي يهيمن عليها دوغلاس التنوب ، مع ظروف نمو خصبة وكثافة عالية للأشجار. على اليمين يوجد موقع آخر يهيمن عليه دوغلاس التنوب ، ولكن هذا الموقع على ارتفاع منخفض (2286 مترًا) ، مستهدف بأشجاره القديمة والتربة غير الموجودة تقريبًا. ظروف الموقع مثل تلك الموجودة على اليمين تحد من الرطوبة المتاحة لنمو الأشجار وتؤدي إلى تقلبات أعلى في عرض الحلقة واستجابة أقوى لتغير المناخ. تقع الغابةان على بعد 27 كم فقط. يعتبر الموقع الموجود في الصورة اليمنى موقعًا جيدًا لأخذ العينات للإجابة على الأسئلة المتعلقة بالتغير المناخي التاريخي ، وبالتالي قد يكون نموذجيًا لمواقع أخذ عينات ITRDB. في المقابل ، لن يُعتبر الموقع الموجود في الصورة اليسرى موقعًا مرغوبًا لأخذ العينات لأسئلة البحث التي تهدف إلى فهم أفضل للنظام المناخي. صور سي جيترمان.

الشكل 3: نمطا نمو نصف قطري لعينة نموذجية "مستهدفة" من ITRDB (أعلى) وعينة مخزون FIA (أسفل). تُظهر عينة ITRDB تقلبًا أعلى بكثير من سنة إلى أخرى في عرض الحلقات مقارنة بنمط نمو "مسار القطار" الأكثر استقرارًا في عينة الاتحاد الدولي للسيارات.

تصبح الآثار المترتبة على هذه الاختلافات واضحة عندما نتوقع نمو الأشجار في المستقبل. تتفق بيانات حلقة شجرة ITRDB و FIA بشكل لا لبس فيه على أن نمو الأشجار يتراجع مع زيادة درجة الحرارة. يؤدي تغير المناخ إلى زيادة درجات الحرارة الإقليمية ، مما يتسبب في إجهاد الأشجار. ومع ذلك ، فإن توقعات التراجع تكون أقل تطرفًا عندما تستند إلى مجموعة بيانات الاتحاد الدولي للسيارات. تشير المقارنة المباشرة بين الاثنين إلى أن التوقعات المستندة إلى ITRDB تبالغ في تقدير انخفاض نمو الأشجار بنسبة 41 في المائة. تشير هذه النتائج إلى درجة معينة من مرونة المناظر الطبيعية الحرجية - لن تسير جميع الأشجار في طريق أشجار ITRDB. كما أنها تذكرنا بأننا بحاجة إلى بيانات من مجموعة أوسع من تصميمات الدراسة لفهم - والتنبؤ - تمامًا بتأثيرات تغير المناخ على الغابات.


كيفية إدارة غابة للحياة البرية

كانت غاباتنا تتشكل من خلال عمليات طبيعية ، مثل الرعي من البيسون والثدييات الكبيرة الأخرى. في حالة عدم وجودهم ، هناك حاجة إلى الإدارة الصحيحة للحفاظ على غاباتنا متنوعة ومليئة بالحياة. تقدم هذه الصفحة دليلاً أساسيًا لإدارة غابة للحياة البرية.

لماذا تدير غابة؟

موائل الغابات في المملكة المتحدة متنوعة وفريدة من نوعها ، بدءًا من غابات الزان القديمة في الجنوب إلى غابات الصنوبر الأصلية في الشمال ، حيث تتجول السناجب الحمراء والقطط البرية. منذ العصر الجليدي الأخير ، تقلصت غاباتنا بشكل كبير في نطاقها وأصبح غطاء الأشجار في المملكة المتحدة الآن أقل من معظم البلدان الأوروبية. إن الحفاظ على غاباتنا مليئة بالحياة البرية مهمة مهمة. يمكن لأي شخص يمتلك رقعة من الغابات المساعدة في جعلها متنوعة بقدر الإمكان للحياة البرية.

يعتمد جزء كبير من الحياة البرية داخل غاباتنا الآن على الإدارة النشطة لتوفير مزيج من الموائل المختلفة ، من أكوام الأخشاب الميتة التي يمكن أن تساعد الخنافس والفطريات على فتح الزجاجات التي تساعد الفراشات.

تدير Wildlife Trusts المئات من المحميات الطبيعية للأراضي الحرجية ، وغالبًا ما يتضمن ذلك مزيجًا من الأساليب - تتم إدارة بعض المناطق عن طريق التقسيم والحفاظ على المناطق المفتوحة مثل ركوب الخيل وبعض المناطق تُترك لتتحول إلى البرية. غالبًا ما يحاكي هذا العمل العمليات الطبيعية مثل أضرار الرياح والعواصف أو الرعي من قبل الحيوانات الكبيرة مثل البيسون والفيلة التي كانت ستعيش في غاباتنا. بدون شكل من أشكال الإدارة ، ستصبح العديد من غاباتنا مظلمة ومظللة بشكل مفرط وتهيمن عليها الأشجار الكبيرة الناضجة دون أي اختلاف في البنية أو العمر أو الغطاء. في نهاية المطاف ، يقلل هذا من كمية الحياة البرية التي يمكن أن تعيش فيها ، لذلك غالبًا ما نهدف إلى مزيج من الموائل في محمياتنا الطبيعية في الغابات.

تحدد الغابات المناظر الطبيعية ، سواء كانت قديمة أو شابة ، فهي توفر منازل لآلاف الأنواع من النباتات والحيوانات والفطريات. بالنسبة للأشخاص ، فإنهم يوفرون أماكن لاستكشاف الطبيعة والتواصل معها والشعور بالرفاهية. تمتص الضوضاء والتلوث وثاني أكسيد الكربون ، وتطلق الأكسجين ، وتفحص المباني ، وتقلل من الفيضانات وتوفر مصدرًا لسبل العيش المستدامة والأخشاب. من خلال إدارة الغابات بشكل مستدام ، فإننا نرعى موطنًا رائعًا لكل من الحياة البرية والناس.

من أين أبدأ؟

قبل أن تبدأ أي عمل إداري في غابة ، قم بتقييم ما ينمو حاليًا ويعيش في الموقع. سيساعدك هذا في تحديد الإدارة الأفضل عبر موقعك ، مع تجنب الإزعاج للأنواع النادرة أو المحمية. بعض الأنواع ، مثل الأشنات والسراخس والطحالب ، قد يستغرق تكوينها قرونًا ويمكن أن تتأثر بسرعة كبيرة بالآلات ، أو تغيير في ظروف الإضاءة أو التنافس مع الأنواع الأخرى. قد يتأثر البعض الآخر بطرق غير متوقعة على سبيل المثال ، قد تتأثر الخفافيش إذا تم تغيير الظروف المحيطة حول مجثمهم.

من يمكنه مساعدتك في فعل هذا؟

من المحتمل أن تكون هناك مهارات ومعارف محلية ضمن مجموعات الحياة البرية القريبة وعلماء الطبيعة وعلماء البيئة. يمكنك أيضًا تحسين مهاراتك و / أو مهارات فريقك من خلال المشاركة في دورات تحديد الهوية التي تقدمها Wildlife Trusts أو المنظمات الأخرى.

ما هي الأنواع المحمية؟

تحتاج بعض الحيوانات ، مثل الزهر البندق والنيوت المتوج الكبير وجميع أنواع الخفافيش ، إلى شخص مرخص له للتحقق من وجودها في صناديق العش ، والبرك والجاثم. تحتاج هذه الحيوانات إلى الحماية من الاضطرابات وتغييرات الموائل. تتطلب بعض أنواع الطيور المتكاثرة أيضًا ترخيصًا لزيارة أعشاشها ، بما في ذلك ospreys وبوم الحظيرة والباز ومساند النار.

قد يعطي البحث عن المعلومات التاريخية والموائل حول غاباتك أدلة حول كيفية إدارتها سابقًا ، مما يساعدك على التخطيط لما يجب القيام به بعد ذلك. يمكن لصندوق الحياة البرية المحلي الخاص بك في كثير من الأحيان تقديم المشورة المهنية إذا لزم الأمر.

كيف يمكنني إدارة غاباتي بحساسية؟

لإدارة غابة بطريقة حساسة ، فأنت تريد تكرار كل الأشياء المختلفة التي كانت تقوم بها غابة قديمة شاسعة من تلقاء نفسها منذ آلاف السنين ، عندما كانت الغابات أكبر. أنت تضمن مزيجًا من الخشب الميت والأشجار الحية الصحية والشتلات الصغيرة والأماكن المفتوحة ، مثل ألواح الزجاج.

من أين نبدأ

بمجرد أن تعرف ما هي الحياة البرية الموجودة في غاباتك وتكون لديك فكرة عن كيفية إدارتها في الماضي ، يمكنك البدء في التخطيط لما يجب القيام به وأين. إذا تم تعيين موقعك ، على سبيل المثال ، موقعًا ذا أهمية علمية خاصة أو غابة شبه طبيعية قديمة ، أو تم تضمينه في مخطط حكومي ، فستحتاج إلى اتباع الإرشادات المنصوص عليها في أي اتفاقيات.

تقوية

منذ ما قبل أوائل العصور الوسطى حتى أواخر القرن التاسع عشر ، تمت إدارة العديد من الغابات عن طريق التكسير. يتضمن هذا القطع الدوري للأشجار أو الشجيرات إلى مستوى الأرض ، وتركها لتنبت سيقانًا جديدة من جذوعها المقطوعة. وقد أدى ذلك إلى الإنتاج السريع للخشب المستدير الصغير الذي كان يستخدم لمقابض المكنسة والحطب وأوتاد المبارزة والعقبات. يمكن أن يجدد Coppicing شجرة ويسمح لها بالبقاء لسنوات عديدة ، مما يعني أنه يمكن أن يوفر المزيد من محاصيل الأخشاب أو الأخشاب. كما أنه يشجع على نمو أزهار الغابات مثل الزهرة الزرقاء والزهور والبنفسج من خلال السماح للضوء بالوصول إلى أرض الغابة.

يعتبر الكوبينج أكثر ملاءمة للأراضي الحرجية القديمة ، التي تم قطعها في الماضي. ليست كل الغابات لديها ماضٍ متقارب. يجب أن تفكر فقط في إعادة تقديم نظام القطع للأراضي الحرجية التي تم تقطيعها في السنوات الستين الماضية أو نحو ذلك. إذا كان مالكو الأراضي المجاورة لك يقومون بالفعل بتقطيع مساحات كبيرة من أراضيهم الحرجية ، فقد تكون هناك حاجة أقل لقطع قطعة الأرض الخاصة بك.

تتضمن عملية التقسيم قطع كل ساق إلى الجذع في أقرب مكان ممكن من الأرض بزاوية. يتكرر هذا كل 5-20 سنة حسب النوع ، ويمكن أن يتم بالتناوب بتأثير رقعة الشطرنج ، لضمان الحد الأدنى من الإزعاج. من الأفضل القيام بذلك في أواخر الخريف / الشتاء (من نوفمبر إلى فبراير) قبل أن تنفجر البراعم وتعشش الطيور.

يجب أن تكون المساحة المراد قطعها بين 0.25 و 1 هكتار أي أصغر ولن تنمو الكتلة بشكل جيد حيث سيتم تظليلها.

  • الأنواع مثل البلوط والزان بطيئة جدًا في النمو ، وبالتالي تميل إلى أن تُترك قائمة كأشجار الأخشاب.
  • الغابات الصغيرة جدًا ليست مناسبة للتقطيع ، فقد يكون من الأفضل إنشاء "أسقلوب" ضحل متعرج على طول حافة الغابة ، ويفضل الجري شرقًا غربًا.
  • إعادة النمو المقوس جذابة للغاية للغزلان والأرانب ، ويمكن أن يؤدي التصفح المتكرر إلى قتل البراز. ضع في اعتبارك إقامة سياج في هذه الظروف.

يسمح Coppicing للنباتات والأعشاب المزهرة بالنمو ، مما يوفر الغذاء للحشرات التي بدورها توفر الغذاء للحيوانات الأخرى مثل الطيور والخفافيش. تشمل الحياة البرية التي تستفيد من تقطيع الزهور مثل شقائق النعمان الخشبية ، وبنفسج الكلاب ، ونبتة سانت جون ، والجريس الأزرق ، والفراشات والعث ، والنحل الطنان ، واليعسوب ، والديدان البطيئة ، والطيور مثل العندليب ، وبعض أنواع الخفافيش ، مثل pipistrelles ، dormice وغيرها الثدييات الصغيرة.

غابة متقاربة عمرها عام واحد ، Cloud Wood (Leicestershire و Rutland Wildlife Trust)

إدارة المناطق المفتوحة مثل ألعاب الركوب والزجاج والأسقلوب

في الغابة الخاصة بك ، قد تتضخم الممرات القديمة والمساحات المفتوحة وتحتاج ببساطة إلى فتحها مرة أخرى في جولة أو جليد أو أسقلوب. من خلال القيام بذلك ، تقوم بإنشاء موائل على حافة الغابات ، حيث يجتمع مزيج ضوء الشمس والتعرض وبعض المأوى لخلق مستوى عالٍ من تنوع الأنواع. يجب إدارة ألواح التزلج والأسقلوب لتجنب رجوعها مرة أخرى إلى غابات كثيفة. وهي تفيد العديد من الأنواع ، ولا سيما فراشات الغابات النادرة والمتناقصة مثل الحشيش الصغير الذي يحده اللؤلؤ والأدميرال الأبيض.

ركوب

الركوب هو مسار خطي مثل المسار ، مصمم للوصول على سبيل المثال ، ممر عام. حيثما كان ذلك ممكنًا ، قم بإدارة جولات الركوب بحيث يتم تشغيلها من الشرق إلى الغرب وستتلقى معظم أشعة الشمس التي ستساعد النباتات المزهرة والحشرات والزواحف. ومع ذلك ، انتبه لاتجاه الرياح ، حيث لا تريد إنشاء نفق رياح قد يتسبب في النهاية في تلف الأشجار. قم بقص الجزء المركزي من الركوب سنويًا في نهاية الصيف للحصول على مظهر أنيق ، ثم يمكن قطع مناطق العشب الأطول في دورة مدتها سنتان أو ثلاث سنوات. تذكر إزالة جميع قصاصات العشب لتجنب زيادة مستويات المغذيات في تربة الغابات بشكل غير طبيعي.

غلاديس

الواجهات عبارة عن فتحات داخل غابة على سبيل المثال ، منطقة مقسمة مؤخرًا. أنها تسمح للأزهار البرية وأنواع الحشرات بالازدهار في وسط الغابة بسبب التعرض لأشعة الشمس والدفء. ومع ذلك ، فإن الألواح الزجاجية تكون أفضل عندما تكون مهدبة بالأشجار الكبيرة لتوفير بعض المأوى. تذكر إزالة جميع قصاصات العشب عند التدبير ، ولكن يمكن تكديس الأغصان وما إلى ذلك لتوفير غطاء للحيوانات.

بالنسبة للأخشاب الكبيرة ، يمكن أن يصل عرض الجولات إلى 20-30 مترًا ، ويمكن أن يصل حجم السطح إلى نصف مساحة ملعب كرة القدم

المحارات الصدفية

الإسكالوب هو عبارة عن منطقة نصف دائرية أو على شكل حرف D على طول حافة المسار أو الركوب الذي تم تطهيره من الأشجار ، مما يسمح للنمو والأعشاب والأعشاب ، مما يؤدي إلى تكوين حافة غابات متنوعة. إنها تعمل بشكل جيد في الغابات الصغيرة ، وركوب الخيل العريضة أو الواجهات الزجاجية الكبيرة حيث يكون من غير المناسب قطع الحد الأدنى من المساحة. للاستفادة من أشعة الشمس ، من الأفضل وضع الأسقلوب على الجانب الشمالي من رحلة من الشرق إلى الغرب وعلى الجانب المواجه للجنوب من الغابة.

خشب ميت

طالما أنه لا يوجد خطر من سقوط شجرة على شخص ما ، فإن ترك شجرة ميتة أو محتضرة يمكن أن يفيد حقًا الحياة البرية في الغابة. سيوفر الخشب الميت الغذاء لمئات الأنواع من الحيوانات والفطريات والأشنة والطحالب. كما ستوفر منازل للخفافيش ونقار الخشب والعديد من اللافقاريات ، مثل الخنافس.

إذا كنت تشعر أنك تفتقر إلى الأخشاب الميتة بشكل خاص ، ففكر في "نباح الحلقة" بالأشجار غير المرغوب فيها. عندما تسقط الشجرة الميتة ، قاوم تكسيرها. ستكون الشجرة الكاملة أفضل للحياة البرية من تلك التي تم قطعها.

يجب ترك الأخشاب ذات الفرشاة والأخشاب الناتجة عن المقاصة والتقطيع في أكوام ، أو تحويلها إلى تحوطات ميتة (أكوام من الأغصان والأغصان مرتبة لتشكيل حاجز).

الخشب الميت رائع لجميع أنواع الحياة البرية. تعمل الفطريات على تليين الخشب من خلال التسوس ، وتبدأ يرقات الخنافس في مضغه. وهي بدورها توفر الغذاء لنقار الخشب ، مما يجعل أعشاشها ثقوبًا في الخشب المتعفن. وفي الوقت نفسه ، فإن الثقوب التي تتشكل حيث تعفن الفروع القديمة المكسورة توفر شقوقًا للخفافيش والطيور.

رقيق

قد تتطلب الأراضي الحرجية المزروعة حديثًا أو تلك التي لا تظهر عليها أي علامات تدل على أنها متقاربة القليل من الإدارة المستمرة بخلاف ترقق الأشجار في بعض الأحيان. يتضمن ذلك إزالة الأشجار الفقيرة والضعيفة والمريضة أو المكتظة لجعل الأشجار المتبقية أقوى وأكثر ثباتًا. يمكن أيضًا استخدام التخفيف لإدارة الأراضي الحرجية المهملة حيث أدى التظليل الكثيف إلى تقليل نمو الأزهار البرية والشجيرات في الغابات.

اكتشف المزيد

إذن ، أنت تمتلك غابة؟ التعرف على الخشب الخاص بك والاعتناء به. كتيب ممتاز (مجاني) من 37 صفحة يقدم مقدمة واسعة لمعظم جوانب إدارة الغابات.

Woodlands: دليل عملي وغيرها من الكتيبات المتاحة للشراء من موقعervationhandbooks.com

Clarke، SA، Green، D.G.، Bourn، N.A. and Hoare، D.J. 2011. إدارة الغابات للفراشات والعث. حفظ الفراشة ، ويرهام ، دورست.

هارمر ، ر. وهاو ، ج. 2003. زراعة الغابات وإدارة غابات الكوبيس. لجنة الغابات ، بريستول.

ستار ، سي 2013. إدارة الغابات: دليل عملي (الإصدار الثاني). مطبعة كروود ، مارلبورو ، ويلتشير.

سيمز ، إن وكوري ، ف. 2005. إدارة الغابات للطيور: دليل لإدارة الطيور المتراجعة في إنجلترا. أدلة إدارة RSPB ، ساندي ، بيدفوردشير.


ما الذي يقتل أكبر الأشجار في الغابات الاستوائية؟

كيف ولماذا تموت الأشجار لا يزال لغزا. على الرغم من أننا نعرف ما يمكن أن يقتل الأشجار ، إلا أننا نكافح لتحديد ما الذي يقتل الأشجار في الطبيعة. يعد التغلب على هذه الفجوة المعرفية قضية ملحة الآن لأن معدلات موت الأشجار في تزايد. [المؤلفان: E.M. Gora و A. Esquivel-Muelbert]

المساهمون

مؤلف

ايفان جورا

زميل أبحاث إيرل س. تابر ، معهد سميثسونيان للبحوث الاستوائية ، معهد كاري لدراسات النظم البيئية

المؤلف المساهم

أدريان إسكيفيل مولبرت

محاضر في إيكولوجيا الغابات العالمية ، جامعة برمنغهام

يشارك

انسخ الرابط

تخفف الأشجار من تغير المناخ عن طريق امتصاص الكربون من الغلاف الجوي وتخزينه كخشب. موت الشجرة هو بداية عملية تفتح هذا الكربون الخشبي وتنقله مرة أخرى إلى الغلاف الجوي. مع زيادة معدلات موت الأشجار ، فإن هذا يحد من قدرة الغابات على امتصاص وتخزين الكربون. وبالتالي ، فإن موت الأشجار هو جزء أساسي من اللغز في الجهود الجارية لفهم دورة الكربون العالمية ، الآن وفي المستقبل. للمساعدة في معالجة هذه الفجوة المعرفية ، قمنا بمراجعة الأنماط المعتمدة على الحجم لموت الأشجار ، وقدمنا ​​إطار عمل فرضية لفهم هذه الأنماط والتحقيق فيها في ورقتنا البحثية الأخيرة - الآثار المترتبة على معدل موت الأشجار المعتمد على الحجم بالنسبة لديناميات الكربون في الغابات الاستوائية.

الغابات الاستوائية هي عنصر مهم في هذه المعادلة. تحتوي الغابات الاستوائية على 60٪ من كربون الكتلة الحيوية الأرضية على الرغم من احتوائها فقط

10٪ من إجمالي مساحة الأرض. تعد الغابات الاستوائية الرطبة السليمة - أي الغابات التي لا يزيلها البشر أو يتدهورونها - أكبر مساهم في بالوعة الكربون هذه. ومع ذلك ، حتى هذه الغابات السليمة معرضة للخطر. كشفت شبكة ضخمة من قطع الغابات أن معدلات وفيات الأشجار تتزايد أيضًا في الغابات الاستوائية السليمة.

داخل الغابة ، ليست كل الأشجار مهمة بنفس القدر لميزانية الكربون. على عكس معظم الحيوانات ، تستمر الأشجار في النمو طوال حياتها ، مما ينتج عنه تنوع هائل في الحجم داخل مجتمع واحد من الأشجار. نتيجة لذلك ، تحتوي أكبر نسبة 1٪ من الأشجار في الغابة عادةً على كاليفورنيا. 50٪ من الكتلة الحيوية الموجودة فوق الأرض والكربون الخشبي لتلك الغابة. وفقًا لذلك ، فإن عواقب موت أكبر الأشجار مهمة بشكل غير متناسب لخسائر الكربون في الغابة. ومع ذلك ، فإن هذه الأشجار الكبيرة نادرة ولا نعرف إلا القليل عنها. نحن نعرف القليل عما يقتلهم.

تقاطعت مساراتنا لأن كلانا كان يعمل على موت الأشجار. على وجه التحديد ، كنا نحقق في موت الأشجار عبر المناطق المدارية بحثًا في أنماط واسعة النطاق وتأثير البرق على موت الأشجار. من هذا العمل ، كنا على دراية بالصراع من أجل استخلاص استنتاجات حول دوافع موت أكبر الأشجار ، ويرجع ذلك أساسًا إلى ندرتها والطبيعة العشوائية لموت الأشجار. ومع ذلك ، لم ندرك بعد عمق أو نطاق هذه المشكلة. تغير هذا عندما التقينا خلال جلسة شفوية منظمة (نوع من الندوة) في مؤتمر الجمعية البيئية الأمريكية في عام 2019. كان الهدف من هذه الجلسة هو تسليط الضوء على التطورات والتحديات الرئيسية في فهمنا لموت الأشجار الاستوائية الكبيرة. كشفت العروض التقديمية في هذه الجلسة أن التحديات فاقت أوجه التقدم. ساعدتنا هذه الجلسة ومحادثاتنا خلال المؤتمر على إدراك مدى ضآلة ما نعرفه حقًا عن محركات موت الأشجار الكبيرة.

خلال ذلك الاجتماع ، قررنا أننا بحاجة إلى إلقاء نظرة أكثر تفصيلاً على أسباب وفاة هذه العمالقة الاستوائية. بدءًا من يناير 2020 ، بدأنا في إجراء محادثات منتظمة حيث قمنا بمراجعة منهجية للأدبيات المتعلقة بأنماط موت الأشجار المعتمدة على الحجم. ركزنا على الآليات الجسدية والفسيولوجية للوفيات المعتمدة على الحجم لكل محرك ثم قيمنا دعمهم التجريبي. عند تجميع البيانات الموجودة ، قمنا ببطء بتجميع إطار نظري لكيفية اختلاف محركات موت الأشجار الاستوائية باختلاف حجم الشجرة. قدمنا ​​هذا الإطار وتوليفنا للأدبيات إلى العديد من الزملاء للتعليق عليها قبل تقديمها نباتات الطبيعة .

Based on the literature, our framework predicts that abiotic factors play a bigger role in tree death as tree size increases. However, the more we read about the topic the more it became clear that there is a lot of work to be done. Whilst our field is now starting to understand the role of droughts across the vast diversity of tropical trees, we know virtually nothing about the role biotic drivers, such as pathogens or herbivores, in the death of large tropical trees. Our goal now is to take this collaboration to the field and start testing the predictions from our framework to understand how the giants of tropical forests die.

This line of inquiry is a testament to the intellectual and professional benefits of keeping an open mind and attending symposia. We began this work with distinct perspectives and approaches to studying tropical tree mortality. Working together and combining our perspectives made this project possible and facilitated our intellectual development. We encourage other early career researchers to reach outside of their existing collaborative networks where they also may have positive experiences.

Evan Gora

Earl S. Tupper Fellow Research Fellow, Smithsonian Tropical Research Institute Cary Institute of Ecosystem Studies


1.1 Themes and Concepts of Biology

Biology is the science that studies life. What exactly is life? This may sound like a silly question with an obvious answer, but it is not easy to define life. For example, a branch of biology called virology studies viruses, which exhibit some of the characteristics of living entities but lack others. It turns out that although viruses can attack living organisms, cause diseases, and even reproduce, they do not meet the criteria that biologists use to define life.

From its earliest beginnings, biology has wrestled with four questions: What are the shared properties that make something “alive”? How do those various living things function? When faced with the remarkable diversity of life, how do we organize the different kinds of organisms so that we can better understand them? And, finally—what biologists ultimately seek to understand—how did this diversity arise and how is it continuing? As new organisms are discovered every day, biologists continue to seek answers to these and other questions.

خواص الحياة

All groups of living organisms share several key characteristics or functions: order, sensitivity or response to stimuli, reproduction, adaptation, growth and development, regulation/homeostasis, and energy processing. When viewed together, these eight characteristics serve to define life.

ترتيب

Organisms are highly organized structures that consist of one or more cells. Even very simple, single-celled organisms are remarkably complex. Inside each cell, atoms make up molecules. These in turn make up cell components or organelles. Multicellular organisms, which may consist of millions of individual cells, have an advantage over single-celled organisms in that their cells can be specialized to perform specific functions, and even sacrificed in certain situations for the good of the organism as a whole. How these specialized cells come together to form organs such as the heart, lung, or skin in organisms like the toad shown in Figure 1.2 will be discussed later.

Sensitivity or Response to Stimuli

Organisms respond to diverse stimuli. For example, plants can bend toward a source of light or respond to touch (Figure 1.3). Even tiny bacteria can move toward or away from chemicals (a process called chemotaxis) or light (phototaxis). Movement toward a stimulus is considered a positive response, while movement away from a stimulus is considered a negative response.

المفاهيم في العمل

Watch this video to see how the sensitive plant responds to a touch stimulus.

التكاثر

Single-celled organisms reproduce by first duplicating their DNA, which is the genetic material, and then dividing it equally as the cell prepares to divide to form two new cells. Many multicellular organisms (those made up of more than one cell) produce specialized reproductive cells that will form new individuals. When reproduction occurs, DNA containing genes is passed along to an organism’s offspring. These genes are the reason that the offspring will belong to the same species and will have characteristics similar to the parent, such as fur color and blood type.

التكيف

All living organisms exhibit a “fit” to their environment. Biologists refer to this fit as adaptation and it is a consequence of evolution by natural selection, which operates in every lineage of reproducing organisms. Examples of adaptations are diverse and unique, from heat-resistant Archaea that live in boiling hot springs to the tongue length of a nectar-feeding moth that matches the size of the flower from which it feeds. Adaptations enhance the reproductive potential of the individual exhibiting them, including their ability to survive to reproduce. Adaptations are not constant. As an environment changes, natural selection causes the characteristics of the individuals in a population to track those changes.

Growth and Development

Organisms grow and develop according to specific instructions coded for by their genes. These genes provide instructions that will direct cellular growth and development, ensuring that a species’ young (Figure 1.4) will grow up to exhibit many of the same characteristics as its parents.

Regulation/Homeostasis

Even the smallest organisms are complex and require multiple regulatory mechanisms to coordinate internal functions, such as the transport of nutrients, response to stimuli, and coping with environmental stresses. For example, organ systems such as the digestive or circulatory systems perform specific functions like carrying oxygen throughout the body, removing wastes, delivering nutrients to every cell, and cooling the body.

To function properly, cells require appropriate conditions such as proper temperature, pH, and concentrations of diverse chemicals. These conditions may, however, change from one moment to the next. Organisms are able to maintain internal conditions within a narrow range almost constantly, despite environmental changes, through a process called homeostasis or “steady state”—the ability of an organism to maintain constant internal conditions. For example, many organisms regulate their body temperature in a process known as thermoregulation. Organisms that live in cold climates, such as the polar bear (Figure 1.5), have body structures that help them withstand low temperatures and conserve body heat. In hot climates, organisms have methods (such as perspiration in humans or panting in dogs) that help them to shed excess body heat.

Energy Processing

All organisms (such as the California condor shown in Figure 1.6) use a source of energy for their metabolic activities. Some organisms capture energy from the Sun and convert it into chemical energy in food others use chemical energy from molecules they take in.

تطور

The diversity of life on Earth is a result of mutations, or random changes in hereditary material over time. These mutations allow the possibility for organisms to adapt to a changing environment. An organism that evolves characteristics fit for the environment will have greater reproductive success, subject to the forces of natural selection.

Levels of Organization of Living Things

Living things are highly organized and structured, following a hierarchy on a scale from small to large. The atom is the smallest and most fundamental unit of matter that retains the properties of an element. It consists of a nucleus surrounded by electrons. Atoms form molecules. A molecule is a chemical structure consisting of at least two atoms held together by a chemical bond. Many molecules that are biologically important are macromolecules , large molecules that are typically formed by combining smaller units called monomers. An example of a macromolecule is deoxyribonucleic acid (DNA) (Figure 1.7), which contains the instructions for the functioning of the organism that contains it.

المفاهيم في العمل

To see an animation of this DNA molecule, click here.

Some cells contain aggregates of macromolecules surrounded by membranes these are called organelles . Organelles are small structures that exist within cells and perform specialized functions. All living things are made of cells the cell itself is the smallest fundamental unit of structure and function in living organisms. (This requirement is why viruses are not considered living: they are not made of cells. To make new viruses, they have to invade and hijack a living cell only then can they obtain the materials they need to reproduce.) Some organisms consist of a single cell and others are multicellular. Cells are classified as prokaryotic or eukaryotic. Prokaryotes are single-celled organisms that lack organelles surrounded by a membrane and do not have nuclei surrounded by nuclear membranes in contrast, the cells of eukaryotes do have membrane-bound organelles and nuclei.

In most multicellular organisms, cells combine to make tissues , which are groups of similar cells carrying out the same function. Organs are collections of tissues grouped together based on a common function. Organs are present not only in animals but also in plants. An organ system is a higher level of organization that consists of functionally related organs. For example vertebrate animals have many organ systems, such as the circulatory system that transports blood throughout the body and to and from the lungs it includes organs such as the heart and blood vessels. Organisms are individual living entities. For example, each tree in a forest is an organism. Single-celled prokaryotes and single-celled eukaryotes are also considered organisms and are typically referred to as microorganisms.

Visual Connection

Which of the following statements is false?

  1. Tissues exist within organs which exist within organ systems.
  2. Communities exist within populations which exist within ecosystems.
  3. Organelles exist within cells which exist within tissues.
  4. Communities exist within ecosystems which exist in the biosphere.

All the individuals of a species living within a specific area are collectively called a population . For example, a forest may include many white pine trees. All of these pine trees represent the population of white pine trees in this forest. Different populations may live in the same specific area. For example, the forest with the pine trees includes populations of flowering plants and also insects and microbial populations. A community is the set of populations inhabiting a particular area. For instance, all of the trees, flowers, insects, and other populations in a forest form the forest’s community. The forest itself is an ecosystem. An ecosystem consists of all the living things in a particular area together with the abiotic, or non-living, parts of that environment such as nitrogen in the soil or rainwater. At the highest level of organization (Figure 1.8), the biosphere is the collection of all ecosystems, and it represents the zones of life on Earth. It includes land, water, and portions of the atmosphere.

The Diversity of Life

The science of biology is very broad in scope because there is a tremendous diversity of life on Earth. The source of this diversity is evolution , the process of gradual change during which new species arise from older species. Evolutionary biologists study the evolution of living things in everything from the microscopic world to ecosystems.

In the 18th century, a scientist named Carl Linnaeus first proposed organizing the known species of organisms into a hierarchical taxonomy. In this system, species that are most similar to each other are put together within a grouping known as a genus. Furthermore, similar genera (the plural of genus) are put together within a family. This grouping continues until all organisms are collected together into groups at the highest level. The current taxonomic system now has eight levels in its hierarchy, from lowest to highest, they are: species, genus, family, order, class, phylum, kingdom, domain. Thus species are grouped within genera, genera are grouped within families, families are grouped within orders, and so on (Figure 1.9).

The highest level, domain, is a relatively new addition to the system since the 1970s. Scientists now recognize three domains of life, the Eukarya, the Archaea, and the Bacteria. The domain Eukarya contains organisms that have cells with nuclei. It includes the kingdoms of fungi, plants, animals, and several kingdoms of protists. The Archaea, are single-celled organisms without nuclei and include many extremophiles that live in harsh environments like hot springs. The Bacteria are another quite different group of single-celled organisms without nuclei (Figure 1.10). Both the Archaea and the Bacteria are prokaryotes, an informal name for cells without nuclei. The recognition in the 1970s that certain “bacteria,” now known as the Archaea, were as different genetically and biochemically from other bacterial cells as they were from eukaryotes, motivated the recommendation to divide life into three domains. This dramatic change in our knowledge of the tree of life demonstrates that classifications are not permanent and will change when new information becomes available.

In addition to the hierarchical taxonomic system, Linnaeus was the first to name organisms using two unique names, now called the binomial naming system. Before Linnaeus, the use of common names to refer to organisms caused confusion because there were regional differences in these common names. Binomial names consist of the genus name (which is capitalized) and the species name (all lower-case). Both names are set in italics when they are printed. Every species is given a unique binomial which is recognized the world over, so that a scientist in any location can know which organism is being referred to. For example, the North American blue jay is known uniquely as Cyanocitta cristata. Our own species is الانسان العاقل.

اتصال التطور

Carl Woese and the Phylogenetic Tree

The evolutionary relationships of various life forms on Earth can be summarized in a phylogenetic tree. A phylogenetic tree is a diagram showing the evolutionary relationships among biological species based on similarities and differences in genetic or physical traits or both. A phylogenetic tree is composed of branch points, or nodes, and branches. The internal nodes represent ancestors and are points in evolution when, based on scientific evidence, an ancestor is thought to have diverged to form two new species. The length of each branch can be considered as estimates of relative time.

In the past, biologists grouped living organisms into five kingdoms: animals, plants, fungi, protists, and bacteria. The pioneering work of American microbiologist Carl Woese in the early 1970s has shown, however, that life on Earth has evolved along three lineages, now called domains—Bacteria, Archaea, and Eukarya. Woese proposed the domain as a new taxonomic level and Archaea as a new domain, to reflect the new phylogenetic tree (Figure 1.11). Many organisms belonging to the Archaea domain live under extreme conditions and are called extremophiles. To construct his tree, Woese used genetic relationships rather than similarities based on morphology (shape). Various genes were used in phylogenetic studies. Woese’s tree was constructed from comparative sequencing of the genes that are universally distributed, found in some slightly altered form in every organism, conserved (meaning that these genes have remained only slightly changed throughout evolution), and of an appropriate length.

Branches of Biological Study

The scope of biology is broad and therefore contains many branches and sub disciplines. Biologists may pursue one of those sub disciplines and work in a more focused field. For instance, molecular biology studies biological processes at the molecular level, including interactions among molecules such as DNA, RNA, and proteins, as well as the way they are regulated. Microbiology is the study of the structure and function of microorganisms. It is quite a broad branch itself, and depending on the subject of study, there are also microbial physiologists, ecologists, and geneticists, among others.

Another field of biological study, neurobiology, studies the biology of the nervous system, and although it is considered a branch of biology, it is also recognized as an interdisciplinary field of study known as neuroscience. Because of its interdisciplinary nature, this sub discipline studies different functions of the nervous system using molecular, cellular, developmental, medical, and computational approaches.

Paleontology, another branch of biology, uses fossils to study life’s history (Figure 1.12). Zoology and botany are the study of animals and plants, respectively. Biologists can also specialize as biotechnologists, ecologists, or physiologists, to name just a few areas. Biotechnologists apply the knowledge of biology to create useful products. Ecologists study the interactions of organisms in their environments. Physiologists study the workings of cells, tissues and organs. This is just a small sample of the many fields that biologists can pursue. From our own bodies to the world we live in, discoveries in biology can affect us in very direct and important ways. We depend on these discoveries for our health, our food sources, and the benefits provided by our ecosystem. Because of this, knowledge of biology can benefit us in making decisions in our day-to-day lives.

The development of technology in the twentieth century that continues today, particularly the technology to describe and manipulate the genetic material, DNA, has transformed biology. This transformation will allow biologists to continue to understand the history of life in greater detail, how the human body works, our human origins, and how humans can survive as a species on this planet despite the stresses caused by our increasing numbers. Biologists continue to decipher huge mysteries about life suggesting that we have only begun to understand life on the planet, its history, and our relationship to it. For this and other reasons, the knowledge of biology gained through this textbook and other printed and electronic media should be a benefit in whichever field you enter.

الاتصال الوظيفي

Forensic Scientist

Forensic science is the application of science to answer questions related to the law. Biologists as well as chemists and biochemists can be forensic scientists. Forensic scientists provide scientific evidence for use in courts, and their job involves examining trace material associated with crimes. Interest in forensic science has increased in the last few years, possibly because of popular television shows that feature forensic scientists on the job. Also, the development of molecular techniques and the establishment of DNA databases have updated the types of work that forensic scientists can do. Their job activities are primarily related to crimes against people such as murder, rape, and assault. Their work involves analyzing samples such as hair, blood, and other body fluids and also processing DNA (Figure 1.13) found in many different environments and materials. Forensic scientists also analyze other biological evidence left at crime scenes, such as insect parts or pollen grains. Students who want to pursue careers in forensic science will most likely be required to take chemistry and biology courses as well as some intensive math courses.


مقدمة

Resprouting provides resilience to fire and allows plants to persist in pyrogenic ecosystems. When aboveground stems are killed by fire (i.e., topkilled), species that are able to resprout generate new biomass from plant parts that survive fire [1], [2] such as basal buds, lignotubers, rhizomes, or the root collar [3], [4]. Resprouting ability and resprout biomass [5]–[7] are influenced by the size of the belowground bud bank [8], the pool of belowground resources (e.g., carbohydrates and nutrients [9]–[14]), and pre-fire plant size [15], [16].

In frequently burned ecosystems, resprouting species are subjected to repeated cycles of topkill and resprouting [17], so persistence depends on the ability of plants to recover their pre-fire size to maintain a balance between biomass loss and recovery [13], [18]. Resprout height and diameter are positively correlated with pre-fire stem height and diameter [16], [19], [20], with the relationship between pre- and post-fire size fitting a curvilinear scaling function [18]. This “resprout curve” illustrates the balance between biomass loss and recovery and determines the equilibrium size (i.e., where pre-fire and post-fire size are equal) upon which plants will converge over multiple fire cycles ([18] Figure 1A ). Although resprout size is correlated with pre-fire size [16], [19], [20], large plants often recover their pre-fire size more slowly than small plants [18], [21]. This “recovery curve” is a negative curvilinear relationship between pre-fire size and the ratio of post- to pre-fire size ( Figure 1B ).

(A) Differences in resprout curves that could arise from inclusion of all stems of multi-stemmed trees. Stars indicate the equilibrium size that develops over multiple fire cycles that corresponds to the point at which biomass loss is equal to biomass recovery (i.e., intersects with the 1𢍡 line following [18]). (B) Recovery curves that correspond with resprout curves. (C) Illustration of the transformation of resprout curves to a logarithmic scale. (D) Illustration of the transformation of recovery curves to a logarithmic scale. We assessed shifts in resprout and recovery curves by testing for differences in the slopes and y-intercepts of the log10-transformed relationships between maximum and total size and size recovery.

Studies on the relationship between pre- and post-fire size and the size dependency of post-fire recovery, however, often focus only on the largest pre-fire stem and largest resprout [16], [18], [19] even though many resprouting species are multi-stemmed before and/or after fire (e.g., [22]–[24]). In fact, the number of resprouts is correlated with the number of stems pre-fire [20], [25], [26]. Allocation of biomass to multiple stems, rather than one stem, may be beneficial due to limitations on maximum stem height and growth rates [27]–[29] and the improvement in competitive success conferred by a large crown volume [30]. If the curvilinear nature of resprout and recovery curves is a consequence of limitations on maximum stem growth rates [28], [31], then this limitation could be overcome by producing multiple stems.

Accounting for all stems of multi-stemmed resprouting species, therefore, may cause an upward shift in resprout ( Figure 1A ) and recovery ( Figure 1B ) curves. An upward shift in the resprout curve would indicate that individual plants are able to maintain a greater biomass (i.e., a greater equilibrium plant size) with frequent burning. Consequently, larger individuals would be able to recover their pre-fire size. In this case, production of multiple stems could increase the ability of plants to escape a suppressed state of repeated topkill and resprouting [17], [32], [33] during a longer fire free interval. Alternatively, accounting for all stems could lead to a change from a curvilinear to linear relationship between pre- and post-fire size and size recovery, indicating that curvilinearity is not a fundamental property of resprouting. Regardless, understanding the impact of multiple stems on resprout and recovery curves is important because the ability of individual plants to recover biomass lost during fire allows for persistence with repeated burning [13].

We assessed resprouting success and the size dependency of volume and biomass recovery after complete loss of aboveground biomass. Specifically, we coppiced aboveground stems – as has been done in other studies to simulate fire-induced topkill [6], [14], [34], [35] – of six tree species that occur in the pyrogenic longleaf pine savannas and adjacent stream-head pocosins of the southeastern United States [36], [37]. To test the hypothesis that accounting for all stems of multi-stemmed resprouting species causes a shift in resprout and recovery curves, we measured all stems pre-coppicing and all resprouts. We assessed possible shifts in resprout and recovery curves by testing for differences in the slopes and y-intercepts of the log-transformed relationships between pre-coppicing and resprout size (i.e., volume and biomass) of the largest stem (maximum size) and all stems (total size Figures 1C and 1D ).


تطور

لماذ ا human beings look a bit like monkey or apes ? Why are dolphins good swimmers? Why do giraffes have long necks ? The answer to all these questions is evolution. Evolution is the way life changes through time.

All living things are متصل together like الفروع in a tree. Plants and animals are related to one another through their ancestors. For example, we شارك أ common ancestor with gorillas, dogs or even الفطر.

Evolution shows us how and why all living things change over a certain period of time.

Evidence of Evolution

We cannot watch changes in life directly. أنهم تجري over thousands or millions of years. لكن, العلماء cannot find دليل that these changes have taken place. الأهمية دليل for evolution comes from fossils، ال بقايا الطعام من ancient الحياة. When animals or plants die they are pressed into sand or clay. Over millions of years rocks are formed.

العلماء have found out that different fossils are found in rocks of different ages. For example, the oldest rocks of our earth are about 3.8 billion years old. أنهم يحتوي لا fossils because there was probably no life at that time. Fossils of bacteria يظهر in rocks that are about 3.5 billion years old. Fish , الزواحف و mammal fossils appear in younger rocks. Human fossils are found only in the youngest and highest rock طبقات.

Fossils also show that المؤكد groups of animals have تطورت from other groups. Amphibians evolved from fish that could breathe air and move on land. They had legs but also مقاييس و أ زعنفة.

Birds probably تطورت from dinosaurs. The archaeopteryx was an animal that had feathers like a bird and could fly. It also had teeth, مخالب on its wings and a هيكل عظمي that looked like a meat-eating dinosaur.

But even without fossils there is other دليل which shows that evolution has taken place. مختلف محيط often have similar features which they probably got from a common ancestor. For example the front الأطراف من السحالي, birds, bats and humans are very much alike. They have one bone in the upper arm, two in the ساعد, رسغ bones and five fingers.

Living creatures might also have الهياكل that they have وارث من سلف but have become useless. They don't need them any more. Pythons, for example, have the بقايا of back leg bones, but snakes do not have such legs. ال زائدة was used by animals that ate only plants but in our bodies these organs have become useless.

The way in which different species occur all over the world also gives us دليل for evolution. Similar species, for example, are found together in المؤكد المناطق. All types of kangaroos are found in Australia. This is because the kangaroos' ancestors also lived there.

Plants and animals do not always live in ideal places. Tropical ocean islands, for example, are ideal places for frogs to live, but no frogs are found there. This is because the frogs' ancestors lived on the البر الرئيسى and could not get to ocean islands far away.

How evolution happens

الانتقاء الطبيعي

Although we are all human beings, each one of us is different. We all belong to the same محيط but there are never two people on earth who are exactly the same. We are like our parents because we inherit certain features منهم.

Because there is not always enough food for animals and plants to eat they تنافس against each other in order to ينجو. بعض فرادى are better than others because they have certain advantages. تشغيل معدل , those that are better or stronger will ينجو. ال مزايا that they have are then مرت to their children and as time goes on these مميزات سوف يكون مرت الى whole species. We call this natural selection.

مثال : In 1977 no rain fell on the Galapagos Islands. Food became very scarce and many of the island's العصافير مات. They normally ate small بذور that were lying on the ground. Biologists observed الذي - التي العصافير with larger beaks كنا قادرين ينجو because they could eat larger and harder بذور الذي - التي العصافير with smaller beaks couldn't open. In the fight for food large-beaked birds had a great مميزات. بعد drought انتهى biologists found out that the next generations of العصافير were larger than the ones before.

Genetics and Inheritance

اليوم، العلماء know that a molecule called DNA has all the information which controls the way life will طور. This information is مخزن في الجينات و ال بنية من الجينات is called the genetic code.

When a male and female have children the male الحيوانات المنوية and the female egg join together to a غير مرتبطة cell with two genetic codes, one يضع from the mother and one يضع from the father. A baby then develops from this cell. This is how we get certain features from our parents.

Sometimes parts of the genetic code change by accident. We call this طفره. Some mutations in الجينات are dangerous , others may be an مميزات. In the example of the birds, the larger beaks كانت طفره that was good for the whole species.

التكيف

Sometimes animals and plants fit beautifully into the world around them. The Arctic fox, for example, is adapted to the polar ice in the far north. It has a thick الفراء that helps it stay warm and the white colour makes it harder for أعداء to see . With its hairy feet it can walk more easily in the snow.

Giraffes also got used to the world they live in. عتيق giraffes normally did not have long necks, but those that did were able to find more food because they could يصل the leaves of the trees . Longer-necked giraffes had more babies than others and as a result أنهم المتقدمة into the tallest land animals in the world.

الاقتباسات علبة لانى plants or animals to look alike even if they are not closely related. The bodies of sharks and dolphins are مشابه, but the shark is a fish and the dolphin a الحيوان الثديي.

Speciation

Speciation happens when one species divides itself into two or more new محيط. This happens, for example, when the same group of animals or plants live in different places. Sometimes species migrate to new habitats. في حالات أخرى أ تعداد السكان may be divided by natural disasters مثل floods or volcanic eruptions.

متي محيط نكون فصل they don't have contact with each other any more and they طور in separate ways. As time goes on the two groups become more and more different, simply because they live in different habitats maybe with more or less food or a hotter or cooler climate. If they get together again they cannot have babies any more because they are completely different.

Speed of evolution

How fast does evolution happen ? Sometimes it يحدث سريع جدا. In only a few decades insects تطورت that were able to survive insecticides. Viruses also طور بسرعة. The AIDS virus was unknown before the 1980s.

بعض الحيوانات تطور very slowly for millions of years and then change occurs سريع جدا.

التطور البشري

Fossils show that many محيط which are now extinct belong to the same family as we humans do&mdash الانسان العاقل. The oldest members of this family are primates that lived in Africa a few million years ago. They were able to walk upright and had a مخ that was a bit bigger than that of an ape.

تشارلز داروين

Charles Darwin was an English scientist who studied nature. In his famous book "On the أصل of Species " he ادعى that all living plants and animals المتقدمة from earlier forms of life.

Darwin was born in England in 1809 . His father was a doctor and his mother died when he was 8 years old. بالرغم ان Darwin was interested in nature, he was sent to a university to study medicine, but he didn't do well there.

In 1831 Charles Darwin was مدعو إلى ريشة on the HMS Beagle to study natural history. ال voyage lasted for five years and took Darwin to the Galapagos Islands and other places on the western coast of South America. There he studied fossils in old rocks and noticed that there was a الإتصال between them and plant and animal life. As time went on he المتقدمة his theory of الانتقاء الطبيعي. Those plants and animals that لائق بدنيا better into their بيئة علبة ينجو better and produce more النسل.

When his book was نشرت هو - هي تسبب a lot of discussion but in a short time it was وافقت بواسطة العلماء حول العالم.


Dendrochronology: What Tree Rings Tell Us About Past and Present

Dendrochronology is the study of data from tree ring growth. Due to the sweeping and diverse applications of this data, specialists can come from many academic disciplines. There are no degrees in dendrochronology because though it is useful across the board, the method itself is fairly limited. Most people who enter into studying tree rings typically come from one of several disciplines:

  • Archaeology - for the purpose of dating materials and artefacts made from wood. When used in conjunction with other methods, tree rings can be used to plot events.
  • Chemists - Tree rings are the method by which radiocarbon dates are calibrated.
  • Climate Science - particularly in the field of palaeoclimatology where we can learn about the environmental conditions of the past, locally or globally, based on what the tree rings are telling us. By extension, this can also teach us about climate change in the future
  • Dendrology - which also includes forestry management and conservation. Dendrologists are tree scientists and examine all aspects of trees (1). Tree rings can tell them about the present local climate

Though dendrochronology also has uses for art historians, medieval studies graduates, classicists, ancient and historians due to the necessity to date some of the materials that the fields will be handling in their research projects. Typically, a bachelor's degree in any of the above disciplines are enough to study the data that comes out of dendrochronology.


شاهد الفيديو: من أهم العوامل لنجاح زراعة الأشجار المثمرة . سر زيادة نمو الأشجار بسرعة كبيرة (شهر فبراير 2023).