IJECO 国际生态学杂志 1687 - 9716 1687 - 9708 Hindawi出版公司 359892年 10.1155 / 2012/359892 359892年 评论文章 在澳大利亚热带到温带陆地生态系统的生物多样性 Specht 雷蒙德·L。 Petrakis 帕诺斯V。 1 部门的植物学 昆士兰大学的 布里斯班 昆士兰4072 澳大利亚 uq.edu.au 2012年 7 5 2012年 2012年 19 09年 2011年 25 12 2011年 17 01 2012年 2012年 版权©2012雷蒙德·l·Specht。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

在短时间内年度树叶常绿植物群落的增长,空气动力学通量(摩擦、热、蒸发)在大气中流动,通过植物群落确定树叶投影封面和叶在上层木和下层木地层属性。树叶产生的数量在每个垂直拍摄树叶取决于可用的这种增长时期土壤水分和养分。所有的树叶都暴露于太阳辐射的面积决定了植物群落净光合固定。反过来,物种丰富度(每公顷的物种数量)工厂和居民的脊椎动物。单细胞藻类的物种丰富度和小多细胞永久性淡水泻湖在澳大利亚北部的等足类动物可能已经增加了辐射释放附近的铀矿。新被子植物进化可能发生在极端干旱的时期的聚集地。有利的气候恢复时,植被扩大导致生物多样性高伽马(每个地区的植物物种数量),但每个主要植物群落都有基本相同的物种丰富度(每公顷植物物种的数量)。污染和全球变暖可能造成的影响在澳大利亚生态系统生物多样性,这种经历季节性干旱,进行了讨论。

 1。介绍

在1920年代到1940年代,科学家们在植物学部门和韦特阿德莱德大学的农业研究所(连同CSIRO土壤划分和南澳大利亚博物馆的科学家)研究的许多方面气候、土壤、植被、动物,土著人在澳大利亚南部以及澳大利亚大陆的其余部分( 1]。

1935年,“生态系统”的整体概念被Tansley提拔,牛津大学的植物学教授( 2]。“生态系统”的概念,相关的气候,土壤,植被,随着时间的推移(短期和长期)追求的克罗克CSIRO土壤韦特的部门和农业部门,与木材的植物学教授。

在1947年和1948年在公休假在剑桥大学和加州大学伯克利分校克罗克开发了“土壤成因和成土的因素”的概念及其与植物社区的动态相互作用的空间和时间( 3]。各种生态系统的地步方面是由一位科学家探索和集成: 植被 = 函数 (气候、母质、 救援、生物、时间)。 整体研究的动态过程的整个生命周期再生操作成熟衰老的生态系统soil-vegetation chronosequences,火灾后,干扰后次生演替系列,等等,是在1950年代开始community-physiology的纪律。

community-physiology试图研究的纪律过程确定的复杂的相互关系,许多植物,动物,微生物,形成每个生态平衡不同于描述性研究组件的整个生态系统的物种或个别物种的研究在一个生态系统,称为生态生理学和种群生态学。物理化学过程(空气动力学通量、可用的土壤水分和矿物质营养)确定结构,增长,生物多样性完整的植物群落(和相关的消费者和分解者)组成生态系统的多样性。

 2。Gondwanan土壤遗产

super-continent的冈瓦纳大陆在白垩纪末期,高降雨量的夏季热带到亚热带退化土壤的粘土矿物高岭石,粘土中磷酸离子被困在其晶体晶格结构从而使其不可用微生物和植物根系。5000万年后的今天,这些残余红壤的土壤(红壤的地球热带和亚热带红壤的灰壤)仍然存在的准平原地形Gondwanan大洲(图 1)。

砖红壤性土壤的分布(砖红壤)大陆大量的冈瓦纳大陆([ 9- - - - - - 11],[ 5图6.3])。Gondwanan陆地的位置在白垩纪末期,8000万年前,显示在一个极射赤面投影之间的南半球纬度20°S到南极 12]。

尽管在新生代构造运动和气候变化已经侵蚀了Gondwanan砖红壤性土壤,原非粘土已纳入现代土壤磷酸,他们仍然能够绑定在一种不可用( 4]。模式分析,PATN叶面营养(磷、钾、钙、和Mg) 154年从植物群落上层木树叶收集的样本在澳大利亚东部发现三大营养素(营养丰富、medium-nutrient和营养物)被进一步分成七个相对“均匀”组(Alison Specht [ 5,页282 - 286)。氮水平和硝酸还原酶活性在叶与叶磷水平密切相关( 6- - - - - - 8]。植被的残余砖红壤性灰壤在澳大利亚南部和砂岩土壤和第四纪砂在澳大利亚普遍都很贫瘠。甚至medium-nutrient草原open-forests和林地的土壤持续农业发展需要过磷酸钙肥料。只有在最近的玄武岩土壤植被,可以被视为营养丰富。

 3所示。Gondwanan植被遗产

Gondwanan植被的发展在晚白垩世通过Cainozoic-palynological研究由Cookson在墨尔本大学在1940年代( 13- - - - - - 16马丁]——追踪的新南威尔士大学和Dettmann在昆士兰大学( 17- - - - - - 29日]。化石花粉保存在棕色的煤炭矿床早期的三级显示,南极Gondwanan山毛榉, 假山毛榉分段 brassii,今天发现在新喀里多尼亚和新几内亚,在澳大利亚南部[被广泛传播 14- - - - - - 16, 19- - - - - - 26];温带的有限数量的花粉粒 假山毛榉部分 fusca和 menziesii被发现在同一存款。亚热带雨林物种在古生物记录包括Protead属 Gevuina Knightia,澳洲,和其他 29日]。南部Gondwanan家庭如桃金娘科、Proteaceae帚灯草科、禾本科拥有亚热带热带遗产( 30., 31日]。化石通常澳大利亚属的花粉粒 桉树已经发现的化石记录Gondwanan大陆的南部地区,南美,澳大利亚和新西兰( 32- - - - - - 35]。

初三级澳大利亚南极大陆分开,由温带雨林植被 假山毛榉变得普遍在欧洲大陆南部和东南部的部分( 13, 26, 36];在贫瘠的栖息地,硬叶的灌木丛生的元素存在( 29日]。热带雨林植物中存在最潮湿的地区的北部和东北部 37, 38]。Gondwanan C4草本和相关的植物一定是普遍在欧洲大陆北部的温暖 31日, 39- - - - - - 42),而约14%的今天的砂岩植物包含伍迪与印度砂岩植物物种共同之处(图 2)——在间 37, 43- - - - - - 45]。尽管澳大拉西亚的构造板块的南部位于纬度60 - 65°S在白垩纪末期,palaeo-oxygen南塔斯曼海沉积物的分析表明年平均温度为19.5°C(图 3)。在这个纬度,全年太阳会发光,没有漫长的冬夜[ 46];只有几度的温度不同从冬天到夏天 29日),从而有利于高疏林植被,植被的结构类似从新南威尔士北部沿海的内陆。

一些植物(14%)的被记录在砂岩露头( ▴ )在澳大利亚北部也被发现在印度东部的砂岩山( 37],[ 5图5.8])。澳大利亚的方面和喜马拉雅构造板块是实线所示;Sundaland血小板的程度由虚线所示。

在新生代期间表面水温的变化:(1)在近岸,澳大利亚东北部地区(改编自Feary et al。 47坎贝尔])和(2)高原南部的塔斯曼上升(在沙克尔顿和Kennett [ 48])。

孢粉学的研究表明,从mid-Miocene大陆干旱的增加逐步从西北澳大利亚,在澳大利亚内陆到澳大利亚东南部[ 20., 22- - - - - - 25]。随着气候变得干燥机三级初,属 桉树(包括红木现在被称为 Corymbia)似乎已经进化成为上层木Gondwanan灌木丛和草地植被( 32]。热带原始雨林植被的北方与新几内亚( 49)——在只有少数perhumid网站温带南方幸存下来。一些早期的高等植物类群成为两侧相隔数千公里的大陆 44];当今组成的西南部和东南部澳大利亚袋鼠岛上的重叠和毗连南澳大利亚的 50]。

在中新世中期,第二段laterisation发生在中央昆士兰东南部[ 51, 52]当一段时间的全球变暖几乎5°C(图 3)是记录在表面水温近岸澳大利亚东北部( 48]。亚热带气候,全年降雨量保持高,是必要的,以产生振荡的减少和氧化条件,导致砖红壤性结核层结的A和B的视野。第二段lateritisation显然是不会产生凉爽气候在新南威尔士南部[ 21, 53]。

基于的同位素特征 δ18O在土壤非档案、鸟et al。 54]表明大气二氧化碳的上升是与这些风化相关资料在晚白垩世和第三纪中期。

后来,随着干旱的增加在澳大利亚的中心中期Tertiary-from西北东南( 25)热带雨林所取代 金合欢aneura灌木地和 Triodia小丘草原。在季风(summer-wet)气候、硅酸铝从蛋白石溶解植物岩,发达的表皮细胞草([ 55, 56]、[ 5,312页),如 Triodiaspp,已经成为常见的在澳大利亚内陆。硅结砾岩(称为“灰色比利”)是沉淀在底层岩石( 51, 57- - - - - - 59]。今天,硅结砾岩的分布在澳大利亚中部 60)基本上是一样的 Triodia小丘草原( 5,114页)。

在澳大利亚南部Mid-Tertiary海洋泛滥,淹没Eucla盆地和穆雷盆地,等等,导致的沉积深度钙质材料,组成的有孔虫类和软体动物,等等, 5, 61年]。海洋撤退后,钙质衬底上的土壤,发达国家经历了一个不断加入的浪花(循环盐)。根据浸出程度不同,不同量的钠离子成为这些土壤的粘土阳离子,从而产生碱性B层。沿海和内陆沙丘成为移动后devegetation在第四纪的干燥周期。巨大的沙丘系统开发在澳大利亚南部艾尔半岛,九十英里的平原上东南区,和穆雷小桉树地区和向东延伸到维多利亚小和大沙漠和日落。干旱的大陆中心成为一个广泛的沙丘系统结果和沙尘暴著称。这些地质事件的影响在澳大利亚南部土壤和植被被韦特的克罗克博士总结农业研究所和木材的植物学教授的阿德莱德大学( 62年, 63年]。

 4所示。生物多样性在阿纳姆地

生物多样性的研究在澳大利亚北部的阿纳姆地植被的目的之一是植物学家,Specht, 1948 American-Australian科学探险的阿纳姆地 64年, 65年]。

超过200种木本植物生长在澳大利亚北部的砂岩丘陵和红壤的地球也被记录在西孟加拉和印度中部的砂岩(图之间 2)。胡克的Kew-who南极航行的 厄瑞玻斯和 恐怖,后来研究Tasmania-reported植物的观察,基于费迪南·冯·穆勒的格雷戈里探险找到Leichhardt集合,在他的介绍性文章 植物Tasmaniae( 43]。Specht煞费苦心地寻找收集的记录这些植物在澳大利亚北部和印度不成功( 37, 45]。这些物种已经孤立的冈瓦纳大陆解体以来5000万多年前(图 2)。

许多种类的植物记录在剩余雨林,桉树open-forests,湿地和沿海植被的阿纳姆地广泛分布在热带和亚热带澳大利亚。

砂岩丘陵和相关的植物土壤砂质沉积包含欧石南属典型的物种(±上层木桉树林里。桉树)是常见的在澳大利亚南部和东部的贫瘠土壤。

欧石南Shrubs-Fabaceae ( Bossiaea、Daviesia Jacksonia);桃金娘科( Calytrix Asteromyrtus /白千层属灌木);禾本科( Triodia microstachya);Proteaceae ( 拔克西木属,Grevillea Hakea Persoonia);檀香科( Exocarpos);无患子科( Dodonaea)。

欧石南Understorey-Anthericaceae ( Thysanotus);桔梗科( Wahlenbergia);第伦桃科( Hibbertia);茅膏菜科( Drosera);草海桐科( Goodenia);小二仙草科( Haloragis);马钱科( Mitrasacme);Phormiaceae ( Dianella);芸香料( 芸香料灌木);木根草科( Stackhousia);花柱草科( Stylidium) ;瑞香科( Pimelea);堇菜科( Hybanthus);Xanthorrhoeaceae ( Lomandra)。

两种 Leptocarpus在家庭帚灯草科,石南丛生的特色组成部分在贫瘠土壤植被在南澳大利亚和南非,在湿地的底部砂岩丘陵。一个物种的 Patersonia(鸢尾科),非常类似于西澳大利亚西南部的一个物种,被地质学家赫伯特Basedow收集在麦凯探险队在1928年阿纳姆地 44]。semisucculent属的物种 Calycopeplus从约克角半岛(大戟科)记录,在阿纳姆地和西澳大利亚西南部[ 5, 44]。复活的植物物种 Borya(Xanthorrhoeaceae)记录在昆士兰北部阿纳姆地,金伯利,澳大利亚西部和西南部,与一个物种从一个峰值在格兰屏山区北部,维多利亚( 5, 44]。

物种丰富度(每公顷)植物物种数量在每一个领域 桉树tetrodonta疏林,是达尔文附近收集的,在大的Eylandt, Bickerton岛上和东北部的阿纳姆地、几乎是相同的( 66年)也在约克角半岛韦帕( 67年]。

物种丰富度(每公顷的物种数量)的植物(上层木和下层木)和居民脊椎动物(哺乳动物、鸟、蛇、两栖类。蜥蜴)在澳大利亚每个生态系统是由太阳能转换的数量每年以植物群落的植物碳水化合物( 5, 68年- - - - - - 71年]。

背景大气辐射(氡和钍射气),也许当辅以辐射铀([ 5,页69 - 70);( 72年]),增加“microendemism”将每隔几天的单细胞鼓。极高的独特的类群数量(136类群)则以红色百合泻湖Oenpelli[附近 73年]而大约10个不同的带藻类群被记录在池中砂岩山附近或在澳大利亚南部 73年, 74年]。

Phreatoicidean等足类动物也显示“microendemism”在阿纳姆地1或2独特的类群都有明显的范围很小,也许不到一公里( 75年]。Oenpelli南部,蜂鸣器威尔逊发现3北Jabiluka物种和异常值有多达11种( 75年]。

植物和动物的生殖周期很长似乎不受背景辐射增加至少朗姆酒丛林地区(w·e·贝特曼,珀耳斯。通讯,1952)。

在 桉树tetrodonta疏林、湿地、海岸沙丘和红树林的lowlands-where物理化学过程的动态平衡的“结构、增长和生物多样性”ecosystem-the的生存机会的新物种可能在过去的5000万年里将会很小。

大约20个新物种的植物收集的裂缝砂岩在阿纳姆地探险 66年)——在 桉树tetrodonta疏林、湿地、海岸沙丘和红树林的低地。

5。主要植物群落

的植物群落中所描述的许多生态调查( 76年]让整个大陆都整理下结构的形成及其保护现状评估( 77年]。

作为植物群落在最主观的生态调查在澳大利亚,每个主要植物群落的植物区系的数据在每个结构的形成是整理在16个数据银行的计算机分析程序TWINSPAN分类( 78年]。345年分布TWINSPAN植物区系群体,客观的定义,被标注在每30′×30′经度纬度网格单元在整个大陆,和保护状态的每个TWINSPAN植物区系组评估(表 1后( 79年])。

主要的保护地位TWINSPAN植物区系组包含大部分的植物和动物在澳大利亚居民( 79年]。

形成/复杂 不。物种的分析 植物区系组数 保护合理
热带雨林 1418年 70年 70%
季风雨林(自备) 559年 16 31%
干燥灌丛(SE昆士兰) 475年 29日 26%
桉树开放森林 276年 237年 49%
桉树社区(SW西澳) 1761年 31日 64%
欧石南/擦洗 2071年 83年 53%
高山希思和草原 556年 24 67%
草原 1313年 23 13%
小桉树(包括西澳西南) 395年 62年 41%
沙漠 金合欢 1229年 104年 17%
小丘草原 303年 10 30%
藜科植物灌丛带 410年 19 26%
森林湿地 835年 29日 24%
淡水沼泽 139年 24 25%
海岸沙丘植被 315年 16 69%
沿海湿地 74年 32 47%
硬叶灌木丛生的下层木 2581年 21 34%
稀树大草原(草)火情 1313年 39 11%
小丘草下层木 303年 20. 35%
潮湿和干燥的湿地 139年 30. 13%
6。季节性物候学

常规生产新树叶和鲜花失去上层木桉树林里。桉树open-forests和小桉树open-scrubs,占主导地位的石南丛生的灌木和草丛草地的优势种最干燥的几个月在澳大利亚南部的地中海式气候 80年- - - - - - 84年),构成一个生态难题关于这些物种关系。不像夏季上层木植物的生长节律,在所有这些植物群落下层木工厂发起新的树叶芽和花蕾在springtime-the季节最大可用的水( 81年, 85年- - - - - - 89年]。细根生长,然而,发生在上层木和下层木物种在同一season-spring-when垃圾分解是最大 80年, 90年, 91年]。

长达一年的水平衡研究所有这些植物群落透露,所有植物的叶子的水平覆盖社区,总树叶投影覆盖上层木(fpc)和下层木strata-was所以调整大气中的空气动力学通量流,通过土壤水分的植物群落,被保存在潮湿的冬天春天季节利用干燥的夏季期间( 91年, 92年]。

植物芽生长节律和rootlets-similar澳大利亚南部的石南丛生的观察在上层木和下层木凡波斯的地层(protead-ericad-restiad欧石南)在开普省的地中海式气候,南非( 93年, 94年]。这春天的细根生产脱节和夏天拍摄生长在贫瘠土壤上层木物种因此明显的凡波斯好望角省以及欧石南,桉树open-forests,小桉树open-scrubs和草丛草地在澳大利亚南部的贫瘠土壤。

相比之下,细根和叶拍摄增长发生在相同的春天季节上层木和下层木的内陆renosterveld-now灌丛带 Elytropappus rhinocerotis前上层木 齐墩果,Euclea Pterocelastrus、采用和 Sideroxylon在马姆斯伯里的较肥沃的土壤在好望角省([页岩 5,298页);( 93年, 95年])。medium-nutrient土壤在南加州和法国南部的地中海式气候,每年拍摄茂密的树丛和garrigue植被的增长发生在springtime-not干燥的夏季期间( 96年, 97年]。

夏天foliage-growth节奏的上层木物种在澳大利亚和南非南部的地中海式气候似乎是一个传统的气候条件存在时澳大利亚南部和非洲在5000万年前的冈瓦纳大陆的一部分。Palaeo-oxygen研究[ 48]在海底沉积物的坎贝尔高原南塔斯曼上升表明,地表水温度15 - 20°C左右。为南大洋增加纬度为澳大利亚大陆板块漂移的速度向北53 - 70毫米/年( 98年, 99年),表面水温逐渐变得凉爽,Plio-Pleistocene达到0 - 5°C。因此,亚热带植被( 19, 26, 29日, One hundred.],盛行于澳大利亚南部的三级成为被困在当下的温带气候。

今天,树叶射上层木树生长在亚热带桉树open-forests和雨林springtime-the干旱期间发生在东南昆士兰和今年秋季生产速度降低( 101年- - - - - - 108年]。遵循拍摄花卉生产增长在亚热带生物气候学桉树open-forests [ 83年]。这亚热带增长rhythm-termed温带生物( 5)——开始在月平均空气温度高于15°C,达到一个峰值在20°C,并停止25°C ( 5, 105年, 109年]。

春秋树叶生长节律的温带生物(亚热带)植被,占据了澳大利亚南部景观初三级逐渐转移到夏季生长节律在新生代气候变得凉爽( 5, 80年]。预计发生的温度增量与全球变暖在不久的将来将诱导转变在夏天树叶生长节律的上层木植物从夏天在澳大利亚南部一个赛季期间,地中海气候降雨更有利于经济增长。拍摄的低温下层木生长节律从10 - 20°C达到15°C会繁荣在冬季温度( 5, 80年]。

在澳大利亚东北部,海水表面温度增加了只有5°C ( 47]在过去5000万年的时间里为澳大拉西亚的大陆板块向北漂移从南极洲。热带植物的枝叶生长节律,与月平均气温从20 - 30°C, 桉树tetrodonta疏林/林地和季风雨林残值约克角半岛,在昆士兰北部地区移居澳洲西部的金伯利幸存下来整个三级( 5, 45, 109年]。

 7所示。树叶投影覆盖

评估的树叶覆盖上层木(> 2 m)和下层木(< 2 m)地层中开发了seasonally-droughted植物群落覆盖澳大利亚记录使用向上和向下的垂直交叉线瞄准管每隔50厘米在五到十随机位于50 m横断面。样的平均值记录定义了树叶投影覆盖上层木(FPC)和下层木地层的植物群落。

树叶的详细研究射影覆盖上层木(FPC) (o)和下层木(u)地层的TWINSPAN植物区系团体泄露之和 ∑ ( FPCo + FPCu ) 有关community-physiological常数,蒸发系数( 92年)——每月实际潜在蒸散的比例每毫米可用土壤水从干旱的热带湿润气候区,亚热带和温带澳大利亚( 110年]。 ∑ ( FPCo + FPCu ) 仍基本上恒定作为上层木树叶投影覆盖变化在火灾后继任的问题( 111年, 112年)或减少“高潮植物形成的土壤和湿地连续 111年, 113年, 114年]。即使是分离的干燥的实习生残余(热带雨林)半湿润气候的气候有相同的 ∑ ( FPCo + FPCu ) 在蛇纹岩系列的桉树植物群落土壤系列亚热带中央昆士兰(图 4)。

植被对土壤系列国家森林没有蛇纹岩衬底。114年,Rockhampton-Marlborough地区,中央昆士兰(23°06′年代,149°58′E) ([ 113年],[ 5图12.18])。

实地测量的树叶投影覆盖上层木(当草地上下层木干燥和布朗)超过150个木制的社区从干旱到perhumid昆士兰是密切相关的气候区域正常化植被指数(NDVI)的值被记录在66 9日每隔两个月卫星观测像素(约100 m2)[ 115年]。自1988年以来,树叶投影覆盖上层木树已经被记录在全州Landcover和树木的一项研究(板条)在全国每个像素( 116年]。

 8。叶结构

植物群落的结构会影响空气的层流上层木地层(图 5)。违规行为(粗糙度)open-structured植物群落诱发湍流空气流动在社区内每当风穿过树叶树冠[ 117年]。在短的枝叶生长,生长季节空气动力学通量(摩擦、热蒸发±大气盐度)在大气中流动,通过植物群落的确定(1)合并后的树叶投影覆盖在上层木和下层木地层 ∑ ( FPCo + FPCu ) ——(2)结构的比例在每片叶子和胞质细胞,因此,叶面积和叶比重发展叶。

(a)风洞实验评估的影响表面粗糙度的层流空气超过数组不同直径的小圆筒( d)和高度( h)(( 118年];参见[ 5图11.9])。(b)草图显示上层木的阻力的变化和下层木层植物群落的层流风([ 109年];参见[ 5图11.9])。

同时在这短生长期,在根际土壤水分和土壤养分的影响叶子的数量在每个垂直叶shoots-but不产生横向增长(FPC)和叶每个工厂的属性( 5]。因此,尽管 ∑ ( FPCo + FPCu ) 保持不变,垂直高度的生物在每个结构的形成可能会有所不同,如在closed-forest (FPC 100 - 70%),在疏林(FPC) 70 - 30%,林地(FPC 30 - 10%),在开阔树林(FPC < 10%)。

老叶子的数量从垂直叶切除芽通常是一样的产生的新叶子数量在每个垂直拍摄树叶在短季的增长,年度射击增长(干重树叶每公顷)和叶面积指数(每公顷面积的叶子)可以估计在常绿植物的社区通过测量以下。

面积和干重的落叶,全年分为随机分布的垃圾桶。

成熟的叶面积和干重/垂直树叶的叶子在当前生产,剩下的一个或两个叶子较上年。

树冠结构产生的上层木层植物群落在短的季节树叶增长决定了植物群落的净光合潜力全年( 68年, 119年]。

周期性变化( 120年的再生、发展、成熟和衰老可能观察到植物群落在其生活cycle-often截断的火在澳大利亚fire-tolerant植被( 121年)必须检查所有阶段的soil-vegetation chronosequence。在这些周期性变化,上层木的总和和下层木树叶投影覆盖已被证明保持一个常数( 5]。净光合作用的植物群落(每公顷)因此整个生命周期大致保持不变。活细胞的茎和根的植物群落生长continually-thus,社区呼吸和二氧化碳输出显著增加从再生到成熟阶段。呼吸(每公顷)的依赖消费者和分解者同时增加食物来源在茎和根在再生阶段。衰老阶段的植物群落将与变性的上层木和再生的火情 ∑ ( FPCo + FPCu ) 上层木的总和,下层木树叶投影覆盖将保持不变。在一个生态系统的衰老阶段,呼吸会增加退化组织的上层木和相关的消费者和decomposers-thus释放更多的二氧化碳从“原始森林”。

 9。阿尔法生物多样性

α多样性的植物群落可以通过记录评估物种丰富度的增加一个渐近值为方形的面积增加麽物种-区域曲线( 122年- - - - - - 124年]。

大多数open-structured植物群落在澳大利亚方法中物种丰富度的最大值1公顷的面积。一公顷的植被研究的本质上是一样的 新上的菜phyto-ecologue使用Braun-Blanquet [ 125年)和( 126年在地中海盆地周围的植被调查。CSIRO的植被调查的土地系统在澳大利亚北部也记录在地区约一公顷( 127年, 128年]。

亚热带雨林的物种丰富度密度的方法最多只有当样品面积超过100公顷( 5, 129年, 130年]。

北方的气候从季风气候南部的地中海式气候使澳大利亚大陆的理想的结构研究,增长,生物多样性的生态系统。α的关系提出了植物和动物的生物多样性 地中海数据源的书( 131年)和MEDECOS VI plant-animal交互会议( 132年]。

空气动力学通量(摩擦、热、蒸发)施加的主要控制树叶投影的发展覆盖(fpc)和叶属性(叶面积、叶比重和节间长度)在上层木和下层木地层的植物群落( 68年, 94年, 133年- - - - - - 135年]。土地的面积被树叶覆盖这两个阶层因此确定,与所有生命形式的光合潜力。一年一度的垂直增长(每公顷生物量)的植物芽是受到环境温度的影响,土壤水分、土壤养分在短期间可用生长期的植物群落在每一层。

土壤贫瘠的优势和medium-nutrient澳大利亚大陆上使哈代的生存和进化Gondwanan vegetation-cool温带到热带雨林物种;硬叶(灌木丛生的)和稀树大草原(草)下层木(±桉树林里。桉树);干旱带藜科植物和沙漠Acacias-all非凡的地步属性在这严酷的生存环境中火灾常见了至少5000万年 5, 136年]。α多样性(每公顷)的物种数量的上层木植物群落与年度增长(每公顷)生物质植物芽的这层 119年, 137年, 138年]。α多样性的下层木强烈影响程度的阴影产生的上层木( 69年, 112年, 113年, 139年, 140年]。

太阳能和生物质能的固定植物芽( 141年- - - - - - 143年提供高能量碳水化合物的主要来源为中非光合的部分植物群落和依赖消费者和分解者。毫不奇怪,阿尔法生物多样性的生产者,消费者,和在任何生态系统可能相关的分解者(数字 6和 7后,( 5, 70年, 114年, 129年, 131年, 132年, 144年- - - - - - 147年])。

小型哺乳动物数量记录在植物群落在南部和澳大利亚北部是线性相关(a)的物种总数的维管植物在每个植物群落和(b)的植物物种数量的火情( 5,图17.14)。

号码( N)两栖动物物种的营养丰富、medium-nutrient贫瘠,和非常贫瘠的栖息地在澳大利亚北部和南部,绘制对蒸发系数( k)的取样位置(a),拍摄和绘制年度增长的主要植物形成后采样站点(b) - (( 147年])。

decomposers-such物种丰富度的土壤和垃圾invertebrates-may也是与垃圾的食物资源提供的年度下降( 148年- - - - - - 150年]。

空气动力学通量有磨料(干燥)影响孤立的边缘站的植被,面积超过100公顷的亚热带雨林似乎有必要减少这些通量的植物群落结构和生物多样性和鸟的居民 5, 129年, 130年]。

枝叶的水平传播 ∑ ( FPCo + FPCu ) ——植物的叶子形态属性从树冠地面的植物群落受到空气动力学通量的影响在短生长期当新的枝叶。同时,可用土壤水分和养分形成确定的叶子的数量在每个垂直树叶开枪。因此,太阳能的年度固定每公顷(生物质)决定;物种的数量的生产者、消费者和分解者,在每个生态系统生存取决于这个能源供应。

 10。γ多样性

高伽马生物多样性(每个地区的物种数量)昆士兰东北部的热带雨林中发现的植物在悉尼附近的Hawkesbury砂岩,澳大利亚西部和西南欧石南植被的( 151年),可能在雨水丰沛的口袋极端干旱时期进化叔(图 3)。当植被良好的气候恢复后,扩大了物种丰富度(α多样性,物种的数量每公顷)恢复( 5,第338 - 317页。]。α多样性(每公顷)的植物数量不能恢复在赤裸裸的阿纳姆地侵蚀砂岩在澳大利亚北部的季风气候。

 11。污染和生物多样性

生物多样性的植物群和动物群open-structured植物群落的澳大利亚历经5000万多年的土壤富含高岭石修复不可用形式的磷酸盐在其粘土晶格。今天,这些生态系统受到威胁从磷酸盐污染 4, 69年, 84年, 152年- - - - - - 156年]。随着原生植物降解暴露更多的太阳辐射的土壤,土壤硝酸盐离子而不是正常的铵离子生产有机物的分解;叶子更薄的外来植物,然后在硝酸还原酶酶可以入侵( 8, 157年, 158年]。相当大的缓冲区,足以减少磷污染和外来植物的入侵,必须围绕每个保护储备,以确保这些生态系统的生存 159年];磷污染的影响在垃圾和其他碎片沿路径必须减少和中和 5, 155年, 160年]。

大气污染,如氟释放铝冶炼厂,也已被证明能够影响物种的生长和存活的桉树林里。桉树亚类 Blakella和 Corymbia对亚属,但几乎没有影响 Symphyomyrtus在昆士兰中部[ 161年]。作为第一个两个亚类是著名的热带生态系统中物种属于亚属 Symphyomyrtus也发生,氟化物污染最终可能减少的物种丰富度上层木树。

在1950年代,铀的开采矿石在北部地区带来辐射的可能性可能会影响植物和动物的生物多样性或附近的存款。没有任何明显的变化可以被探测到的证据桉树多样性在这些网站上(w·e·贝特曼、林业和木材,珀耳斯。通讯,1952)。原子能研究实验室在粉笔河,安大略省,加拿大,清楚地表明,任何辐射,高于或低于背景,当暴露在鳟鱼精子的数量会影响眼畸形的胚胎( 72年, 162年]。因此,它是可能的,任何单细胞生物,生命周期很短的几天,可能显示遗传变异当暴露于辐射的例子,显著增加的带藻海藻约10类群多样性池与砂岩山整个高端136类群红色百合泻湖Oenpelli[附近 5, 73年, 163年]。小多细胞phreatoicidean等足类动物也显示“microendemism”在澳大利亚北部1或2独特的类群都有明显的范围很小,也许不到一公里;相比之下,3物种被发现在池Oenpelli南部11个物种记录在北方Jabiluka离群值( 75年]。

 12。全球变暖,生物多样性

自工业革命以来,大气中二氧化碳水平的稳步提高到450 ppm由于化石燃料的燃烧。黑体辐射的再辐射从地球表面由这些气体被困,因此逐渐增加的温度大气“温室效应”([ 5,197页);( 164年])。大气中二氧化碳的水平如此之高,全球变暖是不可避免的正常现象,正如发生在晚白垩纪和第三纪中期(图 3)。

大气温度增加2 - 5°C预计整个世界;增加了几乎1°C已经记录在过去的十年里。向南转移的“极面”[ 165年)可能会降低风速在整个大陆。和过去一样,这些变化在空气动力学通量(摩擦、热、蒸发)大气的流动,在短时间内通过植物群落的季节性foliage-growth将在本地产生深远影响陆地生态系统以及在农业、林业、园艺、牧场土地使用。

虽然垂直植物芽的年增长率在植物群落可能增加了更高的二氧化碳,土壤水分,增加空气温度,空气动力学通量(摩擦、热、蒸发)将导致减少上层木和下层木树叶covers-therefore,高疏林→疏林→林地→疏林地→高灌木地→低灌木地。同时,气温升高会增加呼吸在茎和根,在消费者和decomposers-with呼吸率与温度每增加10°C翻倍;站在生物质(每公顷)的植物群落将会减少([ 5,页199 - 230);( 166年, 167年])。

尽管会有增加数量的叶子上产生垂直树叶拍摄增长的芽在短的季节,树叶投影之和覆盖在上层木和下层木地层 ∑ ( FPCo + FPCu ) 将减少全球变暖。拦截太阳辐射的植物群落将减少,从而减少净光合固定(每年每公顷)。α多样性的物种的植物和居民脊椎动物在每个生态系统受到威胁。

 13。结论

community-physiological过程的科学研究,确定结构,增长,生物多样性的植物群落(和相关的消费者和分解者)已经开发了自1950年代以来。三个主要community-physiological流程需要进一步的研究来理解全球变暖可能带来的不利影响,在澳大利亚和污染生态系统。

的总和叶投影覆盖上层木和下层木地层是一个常数空间和推测每个气候地区。这个常数似乎是由空气动力学通量(摩擦、热、蒸发)在大气中流过,通过树叶的植物群落在短时间内拍摄的增长。

物种丰富度(单位面积上的物种的数量)的上层木和下层木层植物群落(和相关的居民脊椎动物)是与叶面积指数(每公顷),因此太阳能的数量每年固定的上层木树冠。

新物种的进化的植物似乎是罕见的在澳大利亚北部陆地生态系统经历了5000万多年。相反,许多类群的单细胞藻类和小等足类动物进化出了永久性淡水泻湖,可能已经暴露在背景辐射增加。

确认

物理化学的研究过程,确定结构,增长,生物多样性的植物群落(和相关的消费者和分解者)在阿德莱德大学的培养在1940年代。这些研究是追求联合国教科文组织的赞助下干旱区研究项目,国际生物项目(IBP),部分PT生产力、PP生理过程和CT陆地生态系统保护,国际预算促进会生物群落研究项目,特别是MEDECOS TROPECOS,国际岩石圈生物圈计划(IGBP)来理解全球变暖对陆地生态系统的影响。

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