Композиции из растений: Композиции из комнатных растений — купить с бесплатной доставкой в Москве

Независимо от изменений в составе растительного сообщества кузнечики, как правило, съедали такое же количество S. krylovii , L . chinensis и A . Фригида . Это наблюдение предполагает, что у O. asiaticus очень специфическая диета. Кроме того, самки кузнечиков достигли большей массы с более высокой долей S.Крыловий . Этот вывод согласуется с идеей о том, что увеличение доли растения будет способствовать росту травоядных, которые предпочитают питаться этим растением.

Oedaleus asiaticus предпочтение определенных растений в присутствии альтернативных пищевых продуктов, вероятно, было связано с ограничениями на качество пищи или с необходимостью поддерживать баланс питательных веществ. Рацион, состоящий из нескольких видов растений, вероятно, указывает на то, что разные продукты являются дополнительными источниками питания для O.asiaticus . Предыдущие исследования показали, что O. asiaticus отказывались есть A. frigida [39] и не могли завершить свой жизненный цикл при питании исключительно A. frigida. Однако мы заметили, что O. asiaticus включали в свой рацион A. frigida . Кроме того, увеличение потребления A. frigida коррелировало с увеличением биомассы A. frigida , хотя и незначительно.

Huang et al. [40] сообщили, что когда все доступные растения были злаками, потребление каждого растения увеличивалось по мере увеличения их соответствующей биомассы.Однако мы отмечаем, что все растения в этом исследовании были предпочтительными злаками ( S. krylovii , C. squarrosa и L . chinensis ) с постоянной общей биомассой (90 г), что нереально. сценарий вне эксперимента. В отличие от этого исследования, наши растительные сообщества состояли из трех типичных растений, принадлежащих к двум семействам. Мы определили более высокий, средний и низкий уровни предпочтения для наших трех растений среди всех растений, которые мы тестировали на пастбищах.Кроме того, мы не нашли среди трех растений заменимых пищевых продуктов; скорее, мы обнаружили особую роль нежелательных растений в формировании специфических для пола признаков.

Oedaleus asiaticus — половой диморфный кузнечик с различными морфологическими различиями. Мы обнаружили, что масса тела самцов положительно коррелировала с долей A. frigida , что указывает на то, что A. frigida способствует увеличению массы самцов кузнечиков. Половой диморфизм у каждого пола положительно ассоциировался с соотношением двух растений ( S.krylovii , A. frigida ) с противоположным питанием кузнечиков. Это означает, что трофическая структура пищи и дивергенция ниш между полами играют функциональную роль в поддержании фенотипического разнообразия (в пределах видового разнообразия) и позволяют кузнечикам адаптироваться к изменяющимся сообществам пастбищ.

Одним из недостатков предыдущих исследований O. asiaticus является то, что ни в одном из них не было документально подтверждено взаимодействие пола с другими переменными в этой области. Наши данные показывают, что этот кузнечик имеет половой диморфизм, а фенотипы, специфичные для пола, чувствительны к различным факторам.Поэтому мы предлагаем исследователям проверить соответствующие биологические характеристики этого кузнечика по полу, чтобы лучше понять его экологические и эволюционные процессы.

Продуктивность кузнечика связана с доступностью пищи и содержанием питательных веществ

Доля растений и биомасса влияют на продуктивность кузнечика

Взаимосвязь между составом растительного сообщества и предпочтениями кузнечика в пище и размером тела показывает, что на рацион O. asiaticus влияют механизмы, регулирующие растительный состав.Тем не менее, почему O. asiaticus предпочитает потреблять постоянное количество S . krylovii , L. chinensis и A. frigida все еще недостаточно изучены. Пищевые предпочтения и потребление зависят от характеристик растения, таких как структура растения, содержание воды, твердость или содержание элементов [27, 41,42,43]. Изменения в составе растений, вызванные кошением или деятельностью домашнего скота, могут изменить физические характеристики растений, такие как структура и прочность растений [44,45,46].Однако эти изменения могут не быть решающим фактором в распространении вспышек саранчи на пастбищах.

Более ранние исследования показали, что качество пищи, физический контакт, раздражители и плотность населения вызывают агрегацию саранчи [37, 38, 43, 47,48,49,50]. Хотя мы установили такую ​​плотность популяции, которая не приводит к зависимому от плотности полиморфизму и каннибализму [8, 51, 52], частичное моделирование методом наименьших квадратов показало, что биомасса растений отрицательно влияет на плотность выращивания кузнечиков ( R = — 0.7837, P = 0,00179, Дополнительный файл 1: Таблица S3). Следовательно, навязанная плотность может повлиять на производительность кузнечика. Наши результаты показали, что плотность популяции кузнечиков влияет на размер тела кузнечиков, но общий эффект маскируется биомассой растений, доступностью и качеством пищи (дополнительный файл 1: таблица S4, рисунок S4). Более раннее исследование показало, что высокая плотность популяции заставляла кузнечиков проявлять некоторые морфологические черты, которые, по прогнозам, благоприятствовали миграции (стадная фаза), но не вызывали стадного поведения, такого как бегство.Вероятно, это произошло из-за того, что миграционная фаза O. asiaticus частично вызвана высокой плотностью популяции, но также существующие экологические условия заблокировали полное проявление таких признаков [51].

Мы определили с помощью частичного моделирования методом наименьших квадратов, что растительная биомасса вместе с доступностью продуктов питания и качеством оказывает сильное прямое положительное влияние и слабое косвенное отрицательное влияние на размер тела кузнечика. Однако эти факторы отрицательно повлияли на плотность кузнечиков (дополнительный файл 1: таблица S4; рисунок S4).Предыдущие исследования этого кузнечика показали, что напочвенный покров и биомасса растений отрицательно влияют на плотность популяции кузнечиков [5, 7]. Однако механизм, лежащий в основе этого явления, остается неясным из-за сложности количественной оценки влияния состава растений в исследованиях. Одно из возможных объяснений состоит в том, что как качество, так и распределение пищевых ресурсов в локальном масштабе увеличивают вероятность физического контакта отдельных саранчовых друг с другом и вызывают фазовый переход [38, 53].В соответствии с этим объяснением, наши результаты показывают, что наличие и качество пищи, а также состав растений (пропорции и биомасса) в небольшом масштабе влияют на фенотип и плотность саранчи. В сочетании с недавним исследованием [8], наше исследование дает представление о механизмах, с помощью которых структура растительного сообщества регулирует динамику популяции кузнечиков посредством компромисса между размером тела и выживаемостью.

Стехиометрия растений влияет на продуктивность кузнечиков

В нашем исследовании была изучена роль питательных веществ растений на продуктивности кузнечиков.Эти черты коррелируют с изменениями состава растений, часто вызываемыми выпасом скота, покосом или другой антропогенной деятельностью.

Недавние исследования взаимосвязи между интенсивным выпасом домашнего скота, составом растений, стехиометрией почвы и стехиометрией рациона травоядных показывают, что изменения состава растений могут влиять на продуктивность кузнечиков, изменяя состав питательных веществ в рационе кузнечиков [17, 28, 54]. Таким образом, мы предположили, что питательные элементы, необходимые для сбалансированного питания, могут приводить к выработке О.asiaticus , особенно предпочтение кормления. Экологи в основном сосредоточились на N, который является оценкой содержания растительного белка, а в последнее время — на P с точки зрения пищевого поведения [28, 54]. Хотя P долгое время считался важным фактором роста многих организмов, таких как бактерии, водоросли и зоопланктон, влияние P на насекомых-травоядных относительно неизвестно [54]. Однако есть убедительные доказательства того, что содержание P и соотношения C: P и N: P связаны с продуктивностью кузнечика, особенно с предпочтением кормления [28].

Действительно, вопреки ожиданиям парадигм ограничения фосфора, растение с самым низким содержанием фосфора, S. krylovii , сильно потреблялось кузнечиками во время развития от третьего возраста до взрослой стадии. Анализ CCA выявил взаимосвязь между стехиометрическими характеристиками растений и продуктивностью кузнечиков, особенно предпочтениями в еде (Таблица 3; Рис. 4). Наши результаты показывают, что высокие соотношения C: P и N: P улучшают продуктивность кузнечиков, тогда как высокое содержание P ухудшает продуктивность кузнечиков.Однако важно отметить, что растения с более высоким соотношением C: P и N: P и более низким содержанием P не обязательно всегда будут благоприятным кормом для O. asiaticus , потому что постоянное питание с высоким содержанием N и низким содержанием P также нарушит баланс. стехиометрия кузнечиков. Пищевой баланс может быть таким же или более важным, чем абсолютное количество любого одного нутриента [21, 55].

Поддержание стабильного рациона в среде с изменяющимся составом корма указывает на положительную обратную связь между качеством кормов и их доступностью, что побуждает кузнечиков поддерживать баланс питательных веществ.Травоядные животные и их пищевые растения могут оказывать взаимодействующее влияние на соотношение C: N: P друг друга посредством различных прямых и косвенных механизмов [20]. Повышенная плотность кузнечиков снижает биомассу стоячей растений и резко изменяет стехиометрию C: N: P как растений, так и опада [54, 56], возможно, из-за селективного давления селективного питания кузнечиков.

Основываясь на наших выводах о потреблении кузнечиками трех видов растений в этом исследовании и их содержании C, N и P, мы обнаружили, что O.asiaticus диетическое соотношение C: N: P составляет 249,8: 18,8: 1,0. Это соотношение указывает на то, что O. asiaticus предпочитает не только растения с относительно низким содержанием азота, как показали более ранние исследования, но и растения с очень низким содержанием фосфора [16]. Хотя кузнечики были подвержены изменяющейся доступности растений и питательных веществ, они съели одинаковое количество S. krylovii , L . chinensis и A . frigida , что свидетельствует о том, что кузнечики балансируют в своем рационе C, N и P.Предыдущие исследования нашли аналогичные доказательства баланса питательных веществ в рационе насекомых. Например, американский кузнечик Schistocerca americana Drury выбирает сам, чтобы обеспечить содержание фосфора примерно 0,6% [28].

Рацион специализированных травоядных хорошо объясняется специфическими поведенческими, морфологическими и биохимическими адаптациями между видами травоядных и их растениями-хозяевами [57]. Как доступность пищи, так и содержание питательных веществ в растениях-хозяевах влияют на пищевые предпочтения O.asiaticus . Кроме того, кузнечики более предпочитали целевые виды растений, когда их было относительно мало. Известно, что кузнечики самостоятельно выбирают корм, когда ресурсов больше, сосуществуя с другими травоядными животными с разными режимами питания в степи, такими как кузнечик Dasyhippus barbipes Auktor, предпочитающий L. chinensis к S. krylovii [58] .

Исследования показывают, что режимы кормления согласуются с регулированием контроля и потребления пищи посредством прямой метаболической обратной связи [59].Специфическая и динамичная структура питания, которую мы наблюдали, позволяет предположить, что O. asiaticus поддерживает пищевой баланс, изменяя свое пищевое поведение в соответствии с доступностью пищи. Изменения биомассы любого из трех растений изменили значения SI других растений. Этот вывод показал, что кузнечики выбирали альтернативные ресурсы для удовлетворения собственных потребностей, когда сталкивались с изменяющейся доступностью пищи. Если кузнечики регулируют свой рацион для поддержания баланса питательных веществ, можно считать, что кузнечики корректируют свой выбор корма для получения целевого количества питательных веществ [28].Эти идеи дают нам более четкое представление о том, как и почему кузнечики могут пытаться поддерживать относительно постоянное соотношение основных растений-хозяев в рационе.

Последствия для борьбы с кузнечиками и сохранения пастбищ

Хотя состав сообщества не влиял на смертность кузнечиков, он влиял на размер тела кузнечиков даже в небольших сообществах. С другой стороны, биомасса растений повлияла на плотность популяции кузнечиков, а не на размер тела. Размер тела кузнечика напрямую связан с его миграционной фазой [8, 18], а его плотность является спусковым механизмом агрегации саранчи [60].Оба позволяют длительные перелеты и наносят вред чуме. Следовательно, поиск подходов, которые изменяют или регулируют размер тела и плотность популяции, обеспечивает решения для устойчивого управления вредителями. Например, рациональное управление посевами, такое как ротационный выпас (прерывистый выпас и отсрочка) [61, 62] или периодическое кошение травы [63, 64], помогает избежать вспышек саранчи, влияя на продуктивность кузнечиков. Кроме того, мы показываем, что стехиометрические характеристики растений коррелируют с производительностью кузнечиков, и что растение P может быть связано с O.asiaticus пищевые предпочтения. Поскольку длительный выпас скота может изменить стехиометрические характеристики некоторых растений, предпочитаемых кузнечиками [65], методы управления пастбищами и внесением удобрений [16, 17, 66] становятся инструментами борьбы с кузнечиками-вредителями (рис. 5).

Последствия управления пастбищами — распространение чумы кузнечиков

Методы управления пастбищами, включая кошение и выпас скота, могут влиять на численность вредных организмов на пастбищах. Тяжелый выпас скота или скашивание могут изменить состав растительного сообщества, ухудшить состояние пастбищ и вызвать потерю питательных веществ, содержащихся в растениях [16, 65], что в конечном итоге приведет к возникновению вспышек кузнечиков.Кроме того, половой диморфный O. asiaticus обладал различимыми в зависимости от пола преимуществами от различных пищевых растений, а состав растительного сообщества значительно влиял на половые признаки кузнечика, такие как размер тела. Эти результаты позволяют предположить, что менеджеры ресурсов применяют рациональные методы ведения пастбищных угодий для регулирования динамики саранчи и борьбы со вспышками. Таким образом, наше исследование обеспечивает дополнительную поддержку идеи о том, что реакция травоядных на их растительные сообщества может быть использована для влияния на продуктивность травоядных [67, 68], и дает новые идеи для улучшения стратегий управления сельским хозяйством для предотвращения экономически разрушительных вспышек вредителей.

31.1B: Химический состав растений

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Ключевые моменты
2. Ключевые термины
3. Химический состав растений
4. Вода
5. Питательные вещества

Растения состоят из воды, углеродсодержащих органических веществ и неуглеродосодержащих неорганических веществ, таких как калий и азот.

Задачи обучения

• Описать химический состав растений

Ключевые моменты

• Вода составляет большой процент от общей массы растения и используется для поддержания клеточной структуры, для метаболических функций, для переноса питательных веществ и для фотосинтеза.
• Вода всасывается из почвы через корневые волоски и переносится к остальным частям растения через ксилему.
• Многие важные органические и неорганические питательные вещества необходимы для поддержания жизни растений.

Ключевые термины

• органический : относящиеся к соединениям углерода, относящиеся к натуральным продуктам
• неорганический : относится к соединению, не содержащему углерода
• ксилема : сосудистая ткань у наземных растений, в первую очередь отвечающая за распределение воды и минералов, поглощаемых корнями; также основной компонент древесины
• транспирация : потеря воды в результате испарения у наземных растений, особенно через устьица; сопровождается соответствующим поглощением из корней

Химический состав растений

Вода

Поскольку растениям необходимы питательные вещества в виде таких элементов, как углерод и калий, важно понимать химический состав растений. Большую часть объема растительной клетки составляет вода; обычно он составляет от 80 до 90 процентов от общей массы растения. Почва — источник воды для наземных растений. Это может быть обильный источник воды, даже если он кажется сухим. Корни растений поглощают воду из почвы через корневые волоски и транспортируют ее к листьям через ксилему. Поскольку водяной пар теряется из листьев, процесс транспирации и полярность молекул воды (которая позволяет им образовывать водородные связи) притягивает больше воды от корней вверх через растение к листьям.Вода необходима растениям для поддержания клеточной структуры, метаболических функций, переноса питательных веществ и фотосинтеза.

Питательные вещества

Растительным клеткам для поддержания жизни необходимы незаменимые вещества, вместе называемые питательными веществами. Питательные вещества для растений могут состоять из органических или неорганических соединений. Органическое соединение — это химическое соединение, содержащее углерод, например диоксид углерода, полученный из атмосферы. Углерод, полученный из атмосферного CO ₂ , составляет большую часть сухой массы большинства растений.Неорганическое соединение не содержит углерода, не является частью живого организма и не вырабатывается им. Неорганические вещества (которые составляют большую часть почвенного вещества) обычно называют минералами: растениям необходимы азот (N) и калий (K) для структуры и регулирования.

Руководство по выбору и использованию растений в ландшафте (E2941)

Руководство по выбору и использованию растений в ландшафте (E2941)

28 сентября 2016 г. — Автор: Роберт Шутцки

Без сомнения, растения — основа нашей окружающей среды.Разнообразие видов растений и множество культурных сортов, гибридов и разновидностей создают креативные и привлекательные ландшафтные композиции. Есть ряд причин для выбора растений для ландшафта. Нас может привлечь их декоративная привлекательность или мы можем призвать их выполнять определенную функцию или цель в ландшафте, например, обеспечивать ширму, блокировать нежелательные виды или стабилизировать грунт. Другие могут быть выбраны из-за их способности адаптироваться к бедным почвам или просто из-за простоты последующего ухода.

Обычно, когда садоводов спрашивают о растениях, ответить не так просто, как выпалить несколько названий. Выбор растений — это организованный процесс, в котором рассматриваются несколько факторов: функции, эстетика, адаптируемость к месту и управление. Приоритет каждой категории зависит от человека. Свобода выбора из широкого разнообразия растений зависит от гибкости или ограничений, налагаемых индивидуумом, участком или, в некоторых случаях, доступностью растений на местном уровне.Рассмотрение выбора растений как процесса на первый взгляд может показаться обременительным, но со временем этот процесс может облегчить принятие решений и предоставить больше вариантов, чем предполагалось на первый взгляд.

Выбор растений — это организованный процесс.

Функция или цель определяют причину использования растения. Хороший внешний вид, безусловно, оправдывает выбор, но ценность растения может выходить далеко за рамки эстетической привлекательности. Функция направляет выбор типа растения, такого как дерево, кустарник или многолетнее растение, для определенного пространства.Растения упаковывают разными способами — их эстетические качества столь же разнообразны, как и виды, из которых мы должны выбирать. Эстетические качества растения включают общий внешний вид или форму растения и его листвы, цветов, фруктов и коры. Сочетание форм растений, листвы, цветов, фруктов и коры может привести к творческим художественным проявлениям.

После того, как мы определили потенциальные эстетические качества, следующий вопрос заключается в том, чтобы определить, действительно ли растение будет работать в почве и условиях окружающей среды на вашем участке.Полезная пословица: «Не борись с сайтом». Если вы протестируете или бросите вызов матери-природе и выберете растение, не соответствующее условиям вашего участка, велика вероятность, что оно потерпит неудачу. Факторы, связанные с приспособляемостью к участку, такие как морозоустойчивость растения и устойчивость к условиям участка, таким как тип почвы, экспозиция и уровень освещенности, будут определять, будет ли ваш эстетический выбор соответствовать вашим ожиданиям.

Последним фактором при выборе завода является менеджмент. Ландшафтный менеджмент или уход направляет развитие растений в ландшафте.После первоначального укоренения акцентные растения начинают демонстрировать свои качества, растительные массы начинают объединяться, а бордюрные насаждения приобретают желаемую форму. Возможность и качество обслуживания обеспечивают долгосрочную эстетическую привлекательность любого растения и, безусловно, подчеркивают его вклад в общую привлекательность ландшафта. При окончательном выборе растений необходимо учитывать такие методы садоводства, как обрезка, удобрение, орошение и борьба с вредителями.

В этом руководстве описывается подход к выбору растений и указывается конкретная информация, которая будет полезна для принятия правильных решений.

Функция

«Функция» относится к цели, которую растение выполняет в ландшафте. Оттенок кроны деревьев, отфильтрованный экран из живой изгороди или борьба с эрозией почвенного покрова решают конкретные задачи посадки. В нашем ландшафте растения выполняют три основные функции: архитектурную, инженерную и экологическую. По отдельности или вместе растения являются основой ландшафта и усиливают предполагаемое использование нашего открытого пространства, будь то активное или пассивное использование.Мы можем сравнить развитие нашего ландшафта с развитием комнат в наших домах — каждая комната имеет форму для своего предполагаемого использования и соответственно оснащается аксессуарами.

Растения выполняют архитектурную функцию, определяя пол, стены и потолок наших наружных комнат.

Растения выполняют архитектурную функцию, определяя пол, стены и потолок наших наружных комнат. Полы направляют наше движение внутрь комнат и вокруг них. Их определяют цвета и текстуры дерна, почвопокровных растений, стелющихся многолетников и других интересных материалов.Несколько почвопокровных растений получили поддержку за их способность выдерживать пешеходное движение. Это в сочетании с более традиционным покрытием, безусловно, изменило наше определение живых ковров. Стены устанавливают границы и задают настроение нашему открытому пространству. Они могут разрешать или ограничивать визуальный и физический доступ. Характеристики стены определяются высотой, глубиной и плотностью. В сочетании эти размеры могут дать ощущение открытого, отфильтрованного или замкнутого. Экраны из вечнозеленых деревьев, группы многоствольных деревьев, массивы промежуточных кустарников и небольшие массивы травянистых многолетников — все это влияет на характеристики стены и ее влияние на настроение или ощущение проекта комнаты.Потолки обычно формируются нашими кронами деревьев и характеризуются своей высотой и плотностью. Высота ветвления дерева может способствовать открытости или интимности комнаты. Плотность влияет на свет, будь он блокированным, отфильтрованным, пятнистым или ярким. Расположение балдахина также может способствовать изменению атмосферы в помещении в течение дня или сезона. Лиственные деревья обладают широким спектром сезонных характеристик, которые способствуют художественной привлекательности наших потолков.

Растения также могут выполнять архитектурную функцию, выделяя или маскируя архитектурные особенности дома или здания.Обрамление растениями может подчеркнуть особенности или преуменьшить нежелательный вид. Растения также играют очень важную роль в формировании комнат в нашем ландшафте. Их форма создает структурный каркас, а листва, цветы и ветви придают обоям и декоративную привлекательность.

Обрамление беседки розами подчеркивает архитектурную особенность.

Растения выполняют инженерные функции, влияя на то, как мы идем по ландшафту; блокирование нежелательного вида на объект или за его пределы; установление буферов между расходящимися видами деятельности; и минимизация проблем дренажа или эрозии.Ограждение тротуара небольшими кустами может помочь направить людей по пешеходной дорожке. Экраны между внутренними двориками и подсобными помещениями отделяют рабочее место от досуга. Кусты почвопокровного покрова могут удерживать почву на склоне или предотвращать чрезмерную эрозию во время сезонных дождей. Инженерная роль растений имеет тенденцию быть более утилитарной в решении проблем или нарушений на участке, но, тем не менее, вносит значительный вклад в общий успех насаждений.

Бордюр из хоста помогает направлять людей по тропинке.

Когда мы говорим об экологической роли растений, наше внимание фокусируется на их влиянии на микроклимат ландшафта. «Микроклимат» относится к температуре, ветру и свету на относительно небольшой территории. Растения могут изменять микроклимат в наших ландшафтах и ​​тем самым способствовать комфорту человека. Положительный вклад растений в энергосбережение хорошо задокументирован. Растения могут уменьшить теплопотери зимой и минимизировать приток тепла летом. Ветрозащитные полосы предназначены для перехвата и отражения преобладающих ветров и уменьшения скорости ветра на защищаемой территории.Растения вдоль фундамента могут образовывать изолирующий слой между зданием и внешним ветром. Растения приносят пользу летом, улавливая прямые и отраженные лучи солнца. Деревья с навесом улавливают прямые лучи, создавая тени, а кусты могут улавливать отраженные лучи от тротуаров и стен зданий.

Навесы деревьев отражают прямые солнечные лучи, создавая теневой узор.

Ветрозащитные полосы предназначены для перехвата и отражения преобладающих ветров и уменьшения скорости ветра на защищаемой территории.

Эстетика

Эстетика или привлекательность, как правило, является наиболее заметным качеством пейзажа. Об успехе или неудаче пейзажа часто судят по визуальному качеству растений.

Эстетика начинается с типа растения и размера обозначенной зоны посадки. Все растения займут место, некоторые больше, чем другие. Чтобы гарантировать целостность насаждения, мы должны соответствующим образом спланировать и определить количество пространства, которое мы хотим или позволим растениям покрыть.Размер доступного пространства влияет на тип растений, которые мы выбираем. Каждый вид растений создает искры, некоторые большие, другие маленькие. «Тенистое дерево» подразумевает большой полог; «Вечнозеленое дерево» обычно предполагает густую листву и коническую форму; декоративным / цветущим деревом может быть маленький японский клен с тонкими нитями или широко раскидистая яблоня. Кустарники имеют самые разные размеры — от карликового барбариса до массивной калины. Декоративные травы и многолетние растения сезонно меняются как по цвету и текстуре, так и по размеру.«Почвопокровный покров» подразумевает ковровую привычку роста.

Эта ландшафтная композиция состоит из нескольких слоев растений, каждый из которых вносит свой вклад в эстетическую привлекательность своего собственного слоя, а также слоя выше или ниже.

В первую очередь, взглянув на тип растения, мы можем сопоставить растение с пространством и побудить нас задуматься о форме. Форма добавляет еще одно измерение декоративности растительной композиции. Он также помогает охарактеризовать взаимоотношения между растениями в композиции.Выбор формы даст нам растения для над головой, снизу, а также рядом. Многие из наших ландшафтных композиций состоят из нескольких слоев растений, каждый из которых способствует эстетической привлекательности своего собственного слоя, расположенного выше или ниже.

Формы ландшафтных растений

Цветы, листва, плоды и стебли / ветви / кора добавляют эстетической привлекательности нашему ландшафту, обеспечивая цвет и текстуру. Воздействие, продолжительность и сезонность этих характеристик различаются. Цвета весенних цветов, текстурные характеристики листвы, цвет осени и зимние проявления фруктов, веток и коры делают пейзаж более привлекательным для четырех сезонов.

Адаптивность сайта

Приспособляемость к участку — это взаимосвязь между потребностями растения и условиями окружающей среды и почвы на участке и / или обозначенном участке посадки. В конечном итоге это определяет, оправдает ли завод ожидания. Если растение не может развиваться и возобновлять энергичный рост после посадки, вряд ли оно проявит эстетические качества, которые привели к его селекции. «Не борись с участком» — либо позвольте условиям участка руководить выбором, либо будьте готовы изменить участок (почвы, дренаж, микроклимат), чтобы приспособиться к интродукции растений.

Тип почвы влияет на аэрацию, влагоудержание, дренаж и способность удерживать питательные вещества. Песчаные почвы отличаются своей дренированностью и низкой способностью удерживать питательные вещества. Суглинки часто считаются лучшими почвами для роста и развития растений из-за их адекватной аэрации, дренажа и уровней питательных веществ. Глины подозревают из-за плохой аэрации и дренажа. Знание типа почвы, ее преимуществ и недостатков поможет выбрать подходящее растение для вашего участка.

Цвет и текстура цветов, листвы, фруктов и стеблей / ветвей / коры добавляют эстетической привлекательности нашему ландшафту.

pH почвы — еще один параметр почвы, влияющий на рост растений. PH почвы регулирует доступность питательных микроэлементов в почве. Например, железо относительно недоступно в почвах с высоким pH (выше 7,0). Кислотолюбивым растениям трудно извлекать железо в достаточных количествах из почв с высоким pH. В результате возникает дефицит железа, называемый хлорозом. Для решения проблемы необходимы аппликации с хелатным железом. Знание pH вашей почвы поможет вам избежать чувствительных к pH растений.

Выносливость означает способность растения выдерживать низкие температуры. Зоны устойчивости USDA основаны на средней минимальной температуре холода. Крайне важно основывать выбор на его способности выдерживать самые низкие ожидаемые температуры. Мичиган находится в зонах 3, 4, 5 и 6. Зона 6 — самая теплая зона, где растения должны выдерживать температуры от 0 до -10 градусов F. Зона 6 представляет собой узкую полосу на юго-западе Мичигана вдоль озера Мичиган и на юго-востоке Мичигана вдоль озера. Озеро Эри. Большая часть Нижнего полуострова Мичигана находится в зоне 5 с островом зоны 4 в верхней части Нижнего полуострова.Зоны 3 и 4 охватывают большую часть Верхнего полуострова.

«Освещенность» означает количество света, доступного в обозначенной зоне посадки. Знание повседневных световых схем и их изменений в зависимости от сезона снова поможет сделать правильный выбор. Доступный свет также может меняться с возрастом посадки. По мере роста растений то, что когда-то считалось полным солнцем, теперь можно отнести к полутени. Возможно, потребуется изменить композицию растений, поскольку время влияет на уровень освещенности.

Суточные и сезонные колебания освещенности.

Ориентация по компасу означает воздействие на север, восток, юг и запад. Ориентация может подвергать растения преобладающим ветрам или сезонным солнечным изменениям, что может оказать негативное влияние на их развитие. Зимой преобладают ветры с северо-северо-запада. Летом направление ветра смещается на юго-юго-западное. Как правило, широколиственные вечнозеленые растения не следует размещать на северо-северо-западных экспозициях, если они не защищены от прямого воздействия ветра. Зимнее солнце также может быть проблемой для широколиственных вечнозеленых растений и деревьев с тонкой корой.Зимой солнце находится в южной части неба. Позднее полуденное солнце согревает растения на юго-западе. Позднее полуденное потепление с последующим резким изменением температуры с заходом солнца вызывает морозные трещины (раскалывание коры на стволах). Воздействие сухого солнца и ветра может вызвать солнечные ожоги и обезвоживание широколистных вечнозеленых растений.

Зимой преобладают ветры с северо-северо-запада, а летом направление ветра смещается на юго-юго-запад.

Другие экологические факторы, влияющие на производительность предприятия, включают чувствительность к загрязнению воздуха, воздействие противообледенительной соли и устойчивость к ней, а также устойчивость к свету, отражающемуся от тротуаров и зданий.

Менеджмент

Практика обслуживания в пределах ландшафта способствует его общей привлекательности. Визуальное качество пейзажа может оказаться недостаточным, если садоводческая практика не будет соответствовать потребностям растений. Мы должны реалистично определять уровень обслуживания, которым мы готовы управлять, и соответствующим образом корректировать наш выбор растений. Не существует такого понятия, как необслуживаемый ландшафт, но возможны ландшафты, не требующие особого ухода.

Обрезка может быть минимальной, если растения подобраны так, чтобы соответствовать отведенному для них месту.Обрезка может быть необходима, чтобы свести к минимуму посягательство одного растения на другое. Если формальная изгородь является неотъемлемой частью дизайна, интенсивная обрезка становится более приоритетной. Санитария — необходимая часть управления предприятием. Листья, плоды и стебли — это нормальный растительный опад. Некоторые растения опадают чаще, чем другие; одни производят больше мусора, чем другие. Санитарные работы могут быть ограничены осенью или постоянной рутинной работой в течение всего вегетационного периода. Дополнительное орошение может быть еженедельной необходимостью в некоторых ландшафтах.Некоторым растениям требуется больше воды через регулярные промежутки времени. Понимание требований к воде определенных растений обеспечит долгосрочное эстетическое качество.

После укоренения большинство ландшафтных растений не нуждаются в регулярных удобрениях. Недостаток питательных микроэлементов может потребовать специального лечения, но в большинстве случаев это не является важным фактором при выборе. Однако борьба с вредителями — это другой случай. При выборе растений мы должны учитывать восприимчивость и / или толерантность к основным насекомым и болезням.Основные проблемы — это проблемы, которые снижают качество растений и требуют регулярного контроля. При отборе растений можно сосредоточить внимание на устойчивых видах или сортах, чтобы избежать необходимости применения профилактических или лечебных мер борьбы. Один из вредителей, который следует учитывать при выборе растений, — это олени. Мы должны либо сосредоточиться на устойчивых к оленям растениях, либо обеспечить необходимую защиту от кормления.

Выбор растений осуществляется в рамках организованного процесса. Критерии, используемые в процессе, включают функцию, эстетические предпочтения, приспособляемость вида к месту, а также управление, необходимое для обеспечения создания и последующего функционирования.Процесс может быть простым или сложным, в зависимости от ваших приоритетов, гибкости и ограничений. В любом случае, следуя процессу, продумывая критерии и фильтруя возможные варианты выбора, вы получите эстетически приятную и функциональную композицию ландшафта.

Используйте прилагаемый контрольный список для выбора растений, чтобы помочь специалистам по установкам выбрать наиболее подходящий вариант для вашего ландшафта.

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Теги: общественное озеленение, ландшафтный дизайн, газон и сад, природные ресурсы

Авторы

Роберт Шутцки
schutzki @ msu.edu

Вас также может заинтересовать

Вопросы о доступности:

По вопросам о доступности и / или если вам нужны дополнительные приспособления для конкретного документа, отправьте электронное письмо в ANR Communications & Marketing по адресу anrcommunications @ anr.msu.edu.

границ | Состав растительного сообщества и образцы биоразнообразия в городских парках Портленда, штат Орегон,

Введение

Городские парки важны как горячие точки биоразнообразия в городах. Парки не только помогают сохранить биоразнообразие в городских районах (Savard et al., 2000; Alvey, 2006; Nielsen et al., 2014; Threlfall et al., 2016), они также помогают соединить людей с природой. Эти связи могут иметь решающее значение для общественной поддержки политики и действий, целью которых является сохранение биоразнообразия.Поскольку в настоящее время в городах проживает более 55% населения мира, городские парки открывают возможности для частого взаимодействия с природой (Church, 2018). Городские парки также могут служить убежищем для редких видов и помогают защитить важные популяции уязвимых видов. Они могут быть критическими компонентами коридоров, необходимых для соединения местообитаний и рассредоточения между метапопуляциями (Игнатьева и др., 2011). Парки также играют роль в усилиях людей по выполнению этических обязанностей, например, в том, чтобы быть хорошими хранителями планеты (Дирборн и Карк, 2010).

Помимо своей роли в сохранении биоразнообразия, городские парки также являются неотъемлемыми компонентами зеленой инфраструктуры в городских районах (Savard et al., 2000; Cornelis and Hermy, 2004; Turner et al., 2005; Pataki et al., 2011; Nielsen et al., 2014). В широком смысле зеленая инфраструктура была определена как взаимосвязанная система природных территорий, элементов, созданных человеком, и открытых пространств, которая не только сохраняет естественные сообщества, биоразнообразие и экосистемы, но также способствует чистой воде и воздуху и улучшает физическое состояние человека. и психологическое благополучие (Tzoulas et al., 2007; Бенедикт и МакМахон, 2012 г .; Ловелл и Тейлор, 2013). Природные сообщества можно описать как совокупность самоорганизующихся и совместно эволюционирующих местных видов, которые соответствуют местным условиям окружающей среды (Turner et al., 2005). Хотя зеленая инфраструктура предназначена для предоставления прямых выгод, таких как управление ливневыми стоками или возможности для отдыха, она также может обеспечить множество сопутствующих выгод. Это сокращает потребление энергии, увеличивает экономический рост и способствует адаптации к изменению климата и смягчению его последствий (Европейская комиссия, 2013 г.).Однако зеленая инфраструктура не всегда считается благом. В то время как некоторые типы зеленой инфраструктуры могут увеличивать стоимость земли и собственности (Bolitzer and Netusil, 2000; European Commission, 2013), другие исследования отметили небольшое, но значительное снижение стоимости собственности, непосредственно прилегающей к объектам зеленой улицы (Netusil et al., 2014).

Стратегии многофункциональной зеленой инфраструктуры нацелены на обеспечение целостной структуры с гибкими вариантами, которые увеличивают различные сопутствующие выгоды, такие как сохранение биоразнообразия и социальные и экологические связи.Эти сопутствующие выгоды выходят за рамки традиционного использования зеленой инфраструктуры, которое сосредоточено на одном единственном преимуществе, таком как управление ливневыми стоками (Lovell and Taylor, 2013; Meerow and Newell, 2017). Однако часто приходится идти на компромисс между максимизацией этих сопутствующих выгод, максимальным увеличением общего биоразнообразия и увеличением присутствия неместных и инвазивных видов (Dearborn and Kark, 2010; Threlfall et al., 2016; Gaertner et al., 2017). Например, максимальное увеличение возможности подключения к ливневым водам может привести к снижению взаимосвязанности ландшафта (Meerow and Newell, 2017).Необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять роль, которую разные типы городских парков играют как в продвижении биоразнообразия, так и в достижении других целей управления парками. Чтобы лучше информировать и направлять многочисленные цели руководителей парков, такие исследования должны включать сравнение не только богатства местных видов в парках, но и таксономического состава растений, структурной сложности и видовых черт в различных типах городских зеленых насаждений (Zhao et al. al., 2010; Threlfall et al., 2016).

В то время как городские парки являются одними из самых богатых видами городских зеленых насаждений (Savard et al., 2000; Корнелис и Герми, 2004; Алви, 2006; Nielsen et al., 2014), видовое богатство имеет тенденцию к увеличению при умеренном уровне урбанизации, часто в результате интродукции неместных видов (Tait et al., 2005; McKinney, 2008). Множество факторов, включая дороги и водонепроницаемое покрытие, расстояние до центра города, численность населения и другие виды землепользования, также связаны с успехом неместных видов (Pyšek, 1998; Kuhman et al., 2010; Gaertner et al. др., 2017). Существуют серьезные разногласия по поводу того, перевешивают ли преимущества неместных видов их негативное воздействие.С одной стороны, многие неместные виды могут увеличивать городское биоразнообразие, обеспечивать «чувство места» (например, Портленд, штат Орегон, известен как «Город роз»), а также ряд эстетических и социально-экономических преимуществ для людей (Гертнер et al., 2017; Zengeya et al., 2017). Для интродуцированных видов может потребоваться меньше воды, чем для местных видов (т. Е. Видов, которые развились на местном уровне), и они могут лучше выжить в суровых условиях построенных объектов зеленой инфраструктуры, таких как биозаводы или пруды-отстойники, чем местные виды.Неместные виды также могут иметь больше шансов выжить при колебаниях климата (Morgenroth et al., 2016) и адаптироваться к изменившимся физическим условиям городской среды (Alvey, 2006; McKinney, 2008).

Предполагаемые потенциальные и фактические выгоды по сравнению с негативным воздействием конкретных инвазивных видов могут значительно различаться в зависимости от контекста и местных точек зрения (Zengeya et al., 2017). Инвазивные виды определены Постановлением Правительства США 13112 (Раздел 1. Определения) как неместные виды, интродукция которых причиняет или может нанести экономический, экологический ущерб или вред здоровью человека.Многие неместные виды не наносят вреда экономике, окружающей среде или здоровью человека, но некоторые неместные виды переопределяются как инвазивные виды, если и когда они гомогенизируют сообщества, заменяют местные виды и способствуют ряду других медвежьих услуг экосистеме ( Alvey, 2006; McKinney, 2008; Gaertner et al., 2017). Нежелательные признаки инвазивных видов включают увеличение интенсивности или частоты пожаров и наводнений (Pejchar and Mooney, 2009) или ухудшение среды обитания местной фауны. Более того, даже если городские районы биологически разнообразны, важные функции растительности могут быть утрачены, когда аборигенные виды заменяются неместными.Синтез нескольких исследований растений показал, что экзотические виды (т.е. как неместные, так и инвазивные) составляли в среднем 41,8% древесных видов городских парков и 42,6% всех сосудистых видов (Nielsen et al., 2014). Вероятность исчезновения местных травянистых видов выше, чем у местных древесных видов, отчасти из-за конкуренции с неместными видами. Городские парки могут играть роль в ограничении распространения инвазивных видов, в зависимости от их истории нарушений и методов управления. Инвазивные виды растений чаще встречаются в ландшафтах, исторически измененных в результате антропогенных нарушений (Кухман и др., 2010), в то время как «полуестественные» участки могут представлять собой барьер для вторжений (Celesti-Grapow et al., 2006).

Город Портленд постоянно инвестирует в зеленую инфраструктуру, такую ​​как парки, для улучшения экологического здоровья, благоустройства населения и экологической справедливости в Портленде, штат Орегон, Бюро экологических услуг города Портленда, 2010 г .; Portland Parks Recreation, 2015. Хотя многие из его достижений в области устойчивого развития неравномерно распределены по всему городу (Goodling et al., 2015), Портленд по-прежнему является важным местом для изучения в качестве примера включения зеленой инфраструктуры в городскую среду, поскольку он был назван одним из самых устойчивых городов в Соединенных Штатах (Portney, 2005). Существует несколько общедоступных ресурсов данных о составе растительных сообществ для столичного района Портленда (Городское бюро экологических служб Портленда, 2008; Кристи и др., 2009; Орегон iMapInvasives Resources, 2018; Portland Parks Recreation, 2018, 2019).Обширный набор обследований растительности (например, характеристик сообществ и участков, экологического здоровья, проблем управления и т. Д.) Был ранее завершен на 8 213 акрах природных парковых участков в Портленде в период с 2003 по 2008 год, чтобы помочь в планировании городских экосистем в масштабах города. и менеджмент (Portland Parks Recreation, 2018). Однако в этих исследованиях не сравнивались таксономический состав растений или видовые признаки различных природных свойств. Обследования также включали только природные парки и не рассматривали влияние типа парка на сохранение биоразнообразия растений.Совсем недавно завершается инвентаризация деревьев городского парка Портленда. Эти данные инвентаризации в настоящее время общедоступны для 11 парков (Portland Parks Recreation, 2019). Хотя этот перечень будет охватывать несколько типов парков Портленда, он будет включать только информацию о деревьях, а не о кустарниках, травах или виноградных лозах.

Несмотря на то, что многочисленные исследования выявили различные методы землепользования и факторы окружающей среды, которые влияют на биоразнообразие городских парков, было проведено очень мало исследований, в которых использовался стандартизированный метод для сравнения таксономического состава растений, структурной сложности, экологических переменных и видовых признаков разных типов. городских зеленых насаждений.Цель этого исследования — лучше понять взаимосвязь между составом растительного сообщества, структурными моделями, экологическими переменными и особенностями видов в различных типах городских парков в Портленде, штат Орегон. Систематическое исследование может улучшить наше понимание того, в какой степени парки разных типов выполняют различные цели, которые люди ставят перед городскими парками. Эти цели могут включать в себя сохранение биоразнообразия, удовлетворение потребностей и желаний пользователей парка в отношении доступа к природе, а также повышение уровня жизни населения и экологической справедливости.

Мы использовали план стратифицированной случайной выборки для обследования различных типов городских парков, включая парки естественного пассивного использования (т. Е. Обычно более пассивно используемые и не имеющие формальных полей для активных игр), развитые парки рекреационно-активного использования (т. Е. разработаны с объектами, способствующими активной игре, и 3) многоцелевыми парками с общим сочетанием активного и пассивного использования (Weems, 2016). Мы охарактеризовали различные типы парков и оценили их вклад в сохранение биоразнообразия растений, описав таксономический состав растений и структурную сложность в городских парках Портленда, а также сравнив богатство видов в разных типах парков.В этом исследовании мы рассмотрели следующие исследовательские вопросы:

1) В какой степени видовое богатство, биоразнообразие, характеристики и структурная сложность растений различаются в разных типах парков?

2) Как можно классифицировать разные городские парки по составу растительного сообщества?

3) Каковы отношения между парками и рядом переменных окружающей среды и характеристик видов растений?

Мы изучили возможные способы, с помощью которых различные типы городских парков сохраняют местные виды и / или укрывают неместные и инвазивные виды.Мы предположили, что:

• Гипотеза 1: Парки естественного пассивного использования обладают наибольшим видовым богатством и биоразнообразием, за ними следуют парки многоцелевого, а затем рекреационно-активного использования. Эта гипотеза основана на идее о том, что более крупные, нетронутые природные территории, как правило, обладают большим биоразнообразием (Whittaker, 1970; Alvey, 2006; Celesti-Grapow et al., 2006; Dearborn and Kark, 2010), в то время как более нарушенные территории, вероятно, будут иметь больше биоразнообразия. имеют меньшее видовое богатство (Celesti-Grapow et al., 2006).

• Гипотеза 2: Парки естественного пассивного использования имеют большинство местных видов, за ними следуют парки многоцелевого использования, а затем парки активного отдыха.Это основано на предпосылке, что более естественные, остаточные и менее нарушенные участки имеют тенденцию увеличивать богатство местных видов (Celesti-Grapow et al., 2006; Taylor and Santelmann, 2014; Highland et al., 2015).

• Гипотеза 3. В многоцелевых парках обитает больше неместных видов по сравнению с другими типами парков, потому что территории с умеренным уровнем беспокойства, как правило, сопровождаются появлением неместных видов (McKinney, 2008).

• Гипотеза 4: Парки рекреационно-активного использования имеют наиболее инвазивные виды, за ними следуют парки многоцелевого использования, а затем парки естественного пассивного использования.Эта гипотеза основана на исследованиях, согласно которым инвазивные виды чаще встречаются в исторически измененных ландшафтах, нарушенных человеком (Kuhman et al., 2010), которые больше всего похожи на парки активного отдыха. Кроме того, «полуестественные» территории (т.е. наиболее похожие на природно-пассивные парки) часто могут представлять собой барьер для инвазий, и поэтому, вероятно, там будет меньше инвазивных видов (Celesti-Grapow et al., 2006).

Чтобы ответить на эти исследовательские вопросы и гипотезы, мы взяли образцы растительного покрова и собрали соответствующие данные об окружающей среде для пятнадцати городских парков, отобрав пять парков в каждом из трех различных типов парков в Портленде.Затем данные были оценены по таксономическому составу растений, видовому богатству, видовому разнообразию и структурной сложности для каждого из парков и по трем типам парков. Мы исследовали, как можно сгруппировать различные городские парки по составу их растительного сообщества, а также как можно охарактеризовать взаимосвязь между парками, переменными окружающей среды и характеристиками видов растений с помощью методов непараметрической статистики (Kruskal, 1964; McCune and Grace, 2002). Лучшее понимание структуры растительности, связанной с парками разных типов, поможет охарактеризовать не только их вклад в городское биоразнообразие, но и их полезность в обеспечении доступа к природе и вклад различных типов парков в жизнеспособность и экологическую справедливость.Результаты этого исследования могут помочь городским планировщикам и управляющим земельными ресурсами Портленда, предоставив оценку растительности городских парков относительно текущих и будущих целей управления.

Методы

Область исследования

Портленд, штат Орегон, находится на расстоянии ~ 376 км ² и расположен в округе Малтнома в долине Уилламетт на северо-западе Тихого океана, в месте слияния рек Колумбия и Уилламетт. Физическая география столичного региона Портленда была сформирована множеством геологических событий, таких как вулканическая активность, катастрофические наводнения, ледниковые периоды и таяние в течение сотен лет, что способствовало образованию топей, рек с широкими поймами и разного размера рек. каналы, холмы, крутые горные районы и болотистые выходы (Служба охраны почв Министерства сельского хозяйства США, 1983).Эти формы рельефа составляют основу многих из более чем 4047 гектаров парков Портленда, которые включают водно-болотные угодья и поймы рек (например, заповедник дикой природы Оукс-Боттом, природный заповедник «Большие четыре угла», лодочный спуск на острове Северный Лебедь и т. Д.), Крутые лесные склоны холмов ( например, Лесной парк, Мемориальный заповедник Вудс, парк Джорджа Хаймса и т. д.) и пологие холмы (например, парк Эда Бенедикта, парк Брентвуд, парк Роуз-Сити и т. д.) (Город Портленд, Орегон, 2018 г.).

В дополнение к этим физико-географическим особенностям, высокое годовое количество осадков (~ 100–125 см), умеренные температуры и сочетание богатых питательными веществами и гидрированных почвенных образований в этом районе обеспечили условия для широкого спектра деревьев, кустарников, виноградных лоз и растений. травянистые виды для развития и / или обитания в этом районе (Служба охраны почв Министерства сельского хозяйства США, 1983).Некоторые из распространенных местных видов растений, встречающихся в парках Портленда, включают пихту Дугласа ( Pseudotsuga menziesii ), тсугу западную ( Tsuga heterophylla ), орегонский белый дуб ( Quercus garryana ), клен крупнолистный ( Acer macrophyllum ). , ольха красная ( Alnus rubra ), кизил тихоокеанский ( Cornus sericea ), виноградный клен ( Acer circinatum ), ежевика висячая ( Rubus ursinus ), оксалис орегонский ( Oxalis oregana ), папоротник западный меч Polystichum munitum ), ивы ( Salix sp.) и различные травы (Служба охраны почв Министерства сельского хозяйства США, 1983; Christy et al., 2009; Portland Parks Recreation, 2011; Pojar and MacKinnon, 2016; Hitchcock and Cronquist, 2018). Растительность, а также климат, физическая география и естественные нарушения (например, огонь, ветер, выпас животных и т. Д.) Региона поддерживают различные культурные и этноботанические виды использования (Pojar and MacKinnon, 2016), поскольку а также экосистемные процессы, такие как поток питательных веществ, воды и других материалов (Swanson et al., 1988; Тернер, Гарднер, 2001).

Дизайн исследования и выборка

Был использован план стратифицированной случайной выборки для выбора 12 городских парков в пределах границ города Портленд (рис. 1) (город Портленд, Орегон, 2018). Участки включали четыре парка каждого из трех типов парков, которые были вкраплены в каждый из секторов города и имели диапазон размеров, сопоставимый с размерами всех парков Портленда. Типология парков (Weems, 2016) использовалась для того, чтобы убедиться, что исследованные парки являются репрезентативными для парков Портленда.Эта типология включала следующие три общих типа парков, основанных на использовании: (1) парки для отдыха и активного использования, которые хорошо развиты с объектами, способствующими активным играм, такими как спортивные площадки и игровое оборудование, (2) парки естественного пассивного использования, которые обычно являются более пассивно используются со скамейками, смотровыми площадками и тропами, но не имеют формальных полей для активной игры и (3) многоцелевые парки с общим сочетанием активного и пассивного использования (Weems, 2016). Дополнительный природно-пассивный парк, Forest Park, был добавлен в список выбранных парков, потому что это самый большой и самый знаковый парк в Портленде (Portland Parks Recreation, 2011).Чтобы иметь более сбалансированный план исследования, в список отобранных парков были добавлены дополнительный парк рекреационно-активного использования и многоцелевой парк, всего пятнадцать парков с пятью парками каждого типа.

Рисунок 1 . Места изучения Портлендского парка по типу.

В каждом из выбранных парков данные были собраны на пяти квадратных участках площадью 400 м ² , которые были идентифицированы с использованием случайно выбранных пар координат, размещенных в их юго-восточном углу.Это позволило с одинаковой вероятностью выбрать для выборки все участки в каждом парке и, вероятно, усреднить любые потенциальные эффекты, связанные с вариациями в управлении людьми и / или ландшафтным дизайном в каждом парке. Полевые данные включали в себя общую окрестность, рельеф, уклон, голую землю в целом, виды деревьев (диаметр грудной клетки [DBH] не менее 15 см) и покров, саженцы / кустарники (DBH <15 см) и покров, а также древесные породы винограда. и крышка. Виды, которые занимали более одной формы растений, регистрировались с их покровом для каждой формы растения.Кроме того, были отобраны пять квадратных участков площадью 1 м ² со случайно выбранными участками для травянистых видов, которые покрывают каждый из участков площадью 400 м ² . Данные о характеристиках растений были получены из Базы данных по растениям (Министерство сельского хозяйства США, 2018 г.) и других местных справочников (Кристи и др., 2009 г .; Хичкок и Кронквист, 2018 г.), а данные о водно-болотных угодьях были получены из Службы охраны рыбных ресурсов и дикой природы США. Картограф водно-болотных угодий (Служба рыболовства и дикой природы США, 2018).Полевые данные были собраны с 28 июня 2017 г. по 17 сентября 2017 г., когда большая часть растительности находилась на пике фенологического развития для целей идентификации. Информацию о составе растительного сообщества по паркам, параметрам окружающей среды, видам и особенностям растений, а также местоположению пробных участков в каждом парке можно найти в дополнительных материалах.

Структура данных

Матрица видов (15 единиц выборки x 189 видов) содержала данные о процентном покрытии для деревьев, саженцев / кустарников и виноградных лоз, усредненные для пяти участков площадью 400 м ² в каждом парке.Было 11 видов, которые занимали как древесную, так и молодую / кустарниковую формы и учитывались как разные таксономические единицы для многомерного анализа, но не как разные виды для расчетов видового богатства и таксономического состава. Данные о покрытии травянистых видов в матрице представляли собой средний процент покрытия для всех 1-метровых ² квадратных участков, отобранных в пределах каждого из 400-метровых ² квадратных участков каждого парка.

Матрица окружающей среды (15 единиц выборки x 17 переменных) содержала измерения переменных среды обитания и характеристик парка, таких как тип парка, наличие водно-болотных угодий (Национальная инвентаризация водно-болотных угодий [NWI]) в каждом парке (Служба рыболовства и дикой природы США, 2018 г.), форма рельефа. , местный рельеф, процент уклона, процент голой земли, высота, дата создания, орошение, общая площадь парка и бета-разнообразие (Таблица 1).Для расчета бета-разнообразия (половинные изменения) была рассчитана мера неоднородности для участков площадью 400 м ² (всего 75 участков для всех 15 парков) путем нахождения среднего внутригруппового расстояния (Соренсена) для каждого из парки. Затем были рассчитаны половинные изменения (McCune and Grace, 2002) по следующей формуле:

Матрица признаков (189 видов x 16 признаков) содержала информацию о признаках для каждого вида растений, которая включала: форму роста, группу (например, папоротник, хвощ и т. Д.)), статус (например, местный, неместный, инвазивный и т. д.) и продолжительность роста (например, однолетний, многолетний и т. д.) (Таблица 2). В этом исследовании мы отдельно проанализировали местные виды, неместные неинвазивные виды (далее классифицируемые как неместные виды) и неместные инвазивные виды (далее классифицируемые как инвазивные виды). Матрица признаков SU x была рассчитана с использованием исходных данных о численности с использованием средневзвешенных значений и стандартизации признаков по минимуму и максимуму в PC-ORD версии 7 (MjM Software, Гленеден-Бич, Орегон).Также был проведен анализ выбросов для выявления любых потенциальных выбросов со средним расстоянием Соренсена, превышающим два стандартных отклонения от общего среднего значений расстояний между единицами выборки. Никаких выбросов не выявлено.

Таблица 1 . Переменные окружающей среды, включая среду обитания и характеристики парка.

Таблица 2 . Переменные признаков для видов растений.

Анализ данных

Данные были оценены по таксономическому составу растений, видовому богатству, видовому разнообразию и структурной сложности для каждого из парков и трех типов парков.Разнообразие видов складывается из видового богатства, которое представляет собой количество видов в единице выборки или площади, а также равномерность численности (Whittaker, 1970; McCune and Grace, 2002). В общем, если две единицы выборки имеют одинаковое количество видов, то будет считаться, что единица выборки с более равномерным распределением видов имеет более высокое видовое разнообразие. Разнообразие для каждого из парков измерялось с помощью индекса Шеннона-Вайнера и индекса Симпсона (Whittaker, 1970). Односторонний дисперсионный анализ использовался для проверки гипотез о переменных, связанных с особенностями и разнообразием видов растений.

Затем была использована иерархическая агломеративная кластеризация для создания групп парков по составу их растительного сообщества (McCune and Grace, 2002). Исходные данные были преобразованы в данные присутствия-отсутствия, в которых все встречаемости получили одинаковый вес независимо от численности. Это преобразование было выбрано потому, что оно уменьшило асимметрию видов, бета-разнообразие (половинные изменения, β _D ) и коэффициент вариации для столбцов по сравнению с исходными данными и преобразование квадратного корня.Иерархическая агломеративная кластеризация выполнялась в PC-ORD версии 7 с использованием меры расстояния Соренсена (Брея-Кертиса) с гибкой бета-версией (бета -0,25) и уровнем членства в группе 5, что обеспечивало хороший компромисс между интерпретируемостью групп. и потеря информации (~ 55% сохранено). Мера расстояния Соренсена была выбрана потому, что это одна из наиболее эффективных мер для данных экологического сообщества (McCune and Grace, 2002). Гибкая бета-версия (бета -0,25) была выбрана потому, что она помогает избежать искажений в кластеризации и имеет меньшую склонность к цепочке (McCune and Grace, 2002).Данные не были релятивизированы. Затем была использована процедура перестановки множественных ответов (MRPP), непараметрическая процедура, для проверки гипотезы об отсутствии разницы между видовым составом по априорным группам парков (например, природно-пассивное использование, многоцелевое использование и рекреационно-активное использование. парки). MRPP для этого анализа включал меру расстояния Соренсена (Брея-Кертиса) и взвешивание групп «n / сумма (n)».

Отношения между единицами выборки, измеренными переменными окружающей среды и характеристиками видов растений затем были охарактеризованы с помощью неметрической многомерной шкалы (NMS).NMS — это метод непараметрической ординации, который итеративно ищет положения объектов на осях, чтобы минимизировать напряжение конфигурации (Kruskal, 1964; McCune and Grace, 2002). Этот метод был выбран для данного исследования, потому что он не предполагает нормальности или линейности. NMS единиц выборки в пространстве видов был завершен в PC-ORD версии 7 с использованием «режима автопилота», медленной и полной скорости, случайной начальной конфигурации, 200 прогонов с реальными данными, измерения расстояния Соренсена (Брея-Кертиса), и наказание за неравное расстояние рукоположения.Окончательное решение для NMS-ординации парков в пространстве видов было определено путем построения графика зависимости конечного напряжения от количества измерений и выбора количества осей, за пределами которых снижение напряжения было небольшим (McCune and Grace, 2002). Для оценки направления и силы линейных отношений с осями были исследованы наложения переменных окружающей среды и расстояний между признаками в виде совместных графиков. Графики на вершине холма были созданы для отображения нескольких поверхностей нелинейного отклика на одном графике и отображения их максимумов (настройки: гибкость — оптимизация, подгонка контура 2 стандартных отклонений, верхние 20% диапазона) (Nelson et al., 2015).

Результаты

Все городские парки, включенные в исследование, представляли собой управляемые ландшафты, но с разной степенью интенсивности человеческого управления и ландшафтного дизайна. Садоводческий дизайн наивысшего уровня оказался в парках активного отдыха, в то время как более натуралистические подходы к ландшафту, как правило, наблюдались в парках естественного и пассивного использования. Различные комбинации этих подходов к управлению наблюдались в многоцелевых парках, которые часто имели как садовые клумбы, так и участки более естественных территорий в пределах одного и того же парка.Участки в парках также имели тенденцию отражать некоторые из этих моделей различной интенсивности для управления и дизайна человека, с наиболее тщательно спроектированными участками в парках активного отдыха и более натуралистическими подходами к участкам парков естественного пассивного использования, и, как правило, комбинация этих подходов в пределах парковых участков многоцелевого использования. Хотя ни одна типология парков не может охватить все различия в ландшафтном дизайне, управлении и использовании посетителями, типология, использованная в этом исследовании, позволила выбрать широкий спектр городских парков.В следующих разделах представлены таксономический состав, видовое богатство, индексы разнообразия, структурная сложность и состав сообщества, а также результаты многомерного анализа исследования.

Таксономический состав

Набор данных включал в общей сложности 178 видов растений, принадлежащих к 141 роду и 65 семействам (Рисунок 2). К семействам с наибольшим количеством видов растений относятся Rosaceae (например, Crataegus douglasii, Rubus armeniacus и т. Д.), Poaceae (например, Poa pratensis, Holcus lanatus и т. Д.)), Asteraceae (например, Achillea millefolium, Bellis perennis и т. Д.), Berberidaceae (например, Mahonia aquifolium, Achlys triphylla и т. Д.) И Cyperaceae (например, Carex obnupta, Carex unateralis и т. Д.) . Из 65 семейств растений 71% имел только один-два вида.

Рисунок 2 . Количество видов растений по семействам растений.

Видовое богатство

На рис. 3 показано количество местных, неместных, инвазивных, неизвестных и общее количество видов по паркам.Парки с наибольшим общим количеством видов были относительно большими, естественными парками пассивного использования, такими как Big Four Corners Natural Area и Woods Memorial Natural Area, в то время как парки с наименьшим количеством видов были парками активного отдыха, такими как Парк Джемисон. и Парк Уоллеса. Из 178 видов в основном присутствовали местные виды (43 процента), за которыми следовали неместные (31 процент), инвазивные (21 процент) и неизвестные виды (5 процентов) (например, не идентифицированные в полевых условиях). Среднее количество местных, неместных, инвазивных, неизвестных и общее количество видов растений по типам парков показано на рисунках 4A – D.Больше местных видов было обнаружено в парках естественного пассивного использования, чем в парках других типов, F _{(2, 12)} = 68,86, p <0,01) (Рисунок 4A), и больше неместных видов было обнаружено в многоцелевые парки, чем другие типы парков F _{(2, 12)} = 10,63, p <0,01) (Рисунок 4B). Однако большее количество инвазивных видов было обнаружено в природных парках пассивного использования ( M = 10,8, SD = 3,8), чем в парках рекреационно-активного использования ( M = 3.8, SD = 1,8) (Рисунок 4C). Существенной разницы в количестве неизвестных видов по типам парков не наблюдалось. В целом, была обнаружена значительная разница в общем видовом богатстве между разными типами парков: F _{(2, 12)} = 31,83, p <0,001 (рис. 4D). Богатство видов было значительно выше в природных парках пассивного использования ( M = 43, SD = 8,4), чем в парках многоцелевого использования ( M = 23,2, SD = 5) и парках активного отдыха ( М = 13.2, SD = 3,6).

Рисунок 3 . Количество видов растений по паркам.

Рисунок 4 . Среднее количество видов растений, которые были: (A) аборигенных, (B) неместных, (C) инвазионных и (D) всего для каждого типа парка. N — природно-пассивное использование; М, универсальный; R, рекреационно-активное использование. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение ± 1.

Индексы разнообразия

Индексы разнообразия для каждого парка показаны в таблице 3.В целом, парки с самыми высокими индексами Шеннона-Вайнера и Симпсона были парками естественного пассивного использования, такими как Big Four Corners Natural Area и Woods Memorial Natural Area, за которыми следовали многоцелевые парки, такие как Парк Паттон-Сквер, а затем парки активного отдыха. использовать парки, такие как парк Хунамоквст. Однако один из многофункциональных парков, Plaza Blocks, имел более низкие показатели разнообразия, чем некоторые из парков активного отдыха. Существенная разница между типами парков была также обнаружена в индексе биоразнообразия Шеннона-Вайнера F _{(2, 12)} = 18.1, p <0,001). Индекс Шеннона-Вейнера был значительно выше в парках естественного пассивного использования ( M = 2,8, SD = 0,36), чем в парках многоцелевого использования ( M = 2, SD = 0,28) и парки рекреационно-активного пользования ( M = 1,7, SD = 0,2). Используя результаты индекса Симпсона, было обнаружено существенное различие между типами парков F _{(2, 12)} = 7,49, p <0,01), причем индекс Симпсона для парков с естественным пассивным использованием был значительно выше, чем для парков для отдыха. парки активного пользования ( M = 0.74, SD = 0,07).

Таблица 3 . Индексы разнообразия для каждого парка и типа парка (N — природно-пассивное использование; M — многоцелевое использование; R — рекреационно-активное использование).

Сложность конструкции

Что касается структурной сложности растений, наибольшее количество видов составляли травянистые виды, за которыми следовали виды молодых деревьев / кустарников (11 из которых также были древесными видами), виды деревьев и виды винограда (Таблица 4). В таблице 4 показано количество видов растений и процент инвазивных, аборигенных, неместных и неизвестных видов по форме растений.Наибольшее количество местных и инвазивных видов было обнаружено в форме травянистых растений, в то время как большинство неместных видов было обнаружено в форме молодых деревьев / кустарников. Тем не менее, виноградные лозы имели наибольший процент инвазивных видов из любой формы растений, а деревья имели наибольший процент неаборигенных видов любой формы растений.

Таблица 4 . Количество видов и процент инвазивных, аборигенных, неместных, неизвестных и всех видов в разбивке по форме растений (травянистые, молодые саженцы / кустарники, дерево, виноградная лоза).

Состав сообщества и многомерный анализ

Иерархические агломерационные кластеры парков можно интерпретировать в контексте их характеристик и ассоциаций местообитаний (рис. 5). Кластерный анализ сохранил ~ 50–55% данных с пятью группами и ~ 12% связями. Кластер из пяти парков, включая природную зону Big Four Corners, заповедник дикой природы Oaks Bottom, природную зону Woods Memorial, парк Джорджа Хаймса и Forest Park, можно в целом охарактеризовать как природно-пассивные парки с большим количеством местных видов.Другие кластеры включали многоцелевые парки с большим количеством неместных видов (например, Plaza Blocks и т. Д.), Многоцелевые и рекреационно-активные парки с большим количеством неместных видов и более травянистым покровом (например, парк Хунамокст, парк Брентвуд и т. д.), парк с более голым грунтом и бета-разнообразием между участками (лодочный спуск Северного Лебединого острова) и парк с большим количеством неместных деревьев (Джемисон-сквер). Важно отметить, что бета-разнообразие на лодочной рампе Северного Лебединого острова было высоким, прежде всего потому, что один из его участков был засажен растительностью, а большинство других было расположено в основном в непроницаемом бетоне.

Рисунок 5 . Иерархический кластерный анализ городских парков в пространстве видов.

Кластеры различаются по типу парков (MRPP: A = 0,17, p <0,001). Более положительная статистика A указывает на то, что у групп больше согласия, чем ожидалось случайно. Анализ данных MRPP имеет низкое значение p , что указывает на более убедительные доказательства для отклонения нулевой гипотезы об отсутствии различий в составе растительного сообщества между группами парков.Парные сравнения для каждого кластера с точки зрения типа парка показали, что парки с естественным пассивным использованием отличаются от парков с многоцелевым и рекреационно-активным использованием ( p <0,05), но это многоцелевое и рекреационно-активное использование. парки лишь незначительно отличались друг от друга ( p <0,1).

В ординации NMS парки (единицы выборки) показаны в виде треугольников в пространстве видов с наложением переменных и характеристик окружающей среды в виде совместных графиков, чтобы отразить направление и силу линейных отношений с осями (рисунки 6–9).График зависимости конечного напряжения от количества измерений показал, что трехмерное решение (3 оси) было лучшим для этого набора данных с конечным напряжением 5,0 (исходное напряжение, умноженное на 100) и R ² n (не- метрическая подгонка) 0,99. В NMS наборы данных экологического сообщества с конечным стрессом 5,0 обычно считаются «хорошими» (McCune and Grace, 2002). Окончательное решение NMS с переменными окружающей среды в виде совместных графиков показано на рисунке 6 (оси 1 и 2) и рисунке 7 (оси 1 и 3).Большая часть изменений показана на первых двух осях ( r ² = 0,82). Наиболее сильно коррелированные переменные окружающей среды с Осью 1 — это тип парка с естественным пассивным использованием ( r = -0,95), наличие водно-болотных угодий ( r = -0,93), форма рельефа на склонах ( r = 0,78), процент уклона ( r = −0,78) и орошение ( r = 0,68). Наиболее сильно коррелированные переменные среды для оси 2 — это процент голого грунта ( r = 0.85) и бета-разнообразия (половинные изменения) ( r = 0,82), а затем тип многоцелевого парка ( r = -0,49) и плоский местный рельеф ( r = -0,48) для оси 3. Окончательный Решение NMS с признаками видов растений в качестве совместных участков представлено на рисунке 8 (оси 1 и 2) и рисунке 9 (оси 1 и 3). Корреляции Пирсона показывают, что наиболее сильно коррелированные переменные признаков с осью 1 — это местные виды ( r = -0,95) (например, Sambucus racemosa, Corylus cornuta, Acer macrophyllum и Alnus rubra и т. Д.), неместные виды ( r = 0,83) (например, Lolium perenne и Trifolium repens и т. д.), виноградные лозы ( r = -0,75) (например, Rubus ursinus и Hedera helix и т. Д.) И саженцы / кустарники ( r = -0,75) (например, Symphoricarpos albus и т. Д.). Наиболее сильно коррелированная переменная с осью 2 — дерево ( r = 0,61), а затем смешанная модель роста ( r = 0,44) для оси 3. Одна из самых слабых корреляций ординации — инвазивные виды ( r = 0.16) для оси 1.

Рисунок 6 . Ось ординации NMS 1 и 2 для парков в пространстве видов. Переменные окружающей среды, которые сильно связаны с отдельными осями ординации ( r ² > 0,2), показаны в виде совместных графиков (излучаемые красные линии).

Рисунок 7 . Ось ординации NMS 1 и 3 для парков в пространстве видов. Переменные среды, которые сильно связаны с отдельными осями ординации ( r ² > 0.2) показаны в виде совместных участков (светящиеся красные линии).

Рисунок 8 . Ось ординации NMS 1 и 2 для парков в пространстве видов. Переменные признаков, которые тесно связаны с отдельными осями ординации ( r ² > 0,2), показаны в виде совместных графиков (излучаемые красные линии).

Рисунок 9 . Ось ординации NMS 1 и 3 для парков в пространстве видов. Переменные признаков, которые сильно связаны с отдельными осями ординации ( r ² > 0.2) показаны в виде совместных участков (светящиеся красные линии).

Различные участки на вершинах холмов для определения характеристик растений и отдельных видов растений показаны на рисунках 10A – D. Они изображают оптимумы местных, неместных и инвазивных видов (рис. 10A), различных форм растений (рис. 10B) и различных групп растений (например, двудольных, однодольных, голосеменных, папоротника и хвоща) (рис. 10C), группы растений. Оптимум для местных видов и нескольких групп растений находится в пределах парков естественного пассивного использования, в то время как оптимум для неместных видов совпадает с парками как многоцелевого, так и рекреационно-активного использования.Рисунок 10D показывает, что некоторые инвазивные виды растений действуют несовместно. Например, оптимум для Poa annua находится в парках многоцелевого и рекреационно-активного использования, а оптимум для Geranium robertianum, Hedera helix, Phalaris arundinacea и Rubus armeniacus относится к паркам естественного пассивного использования. .

Рисунок 10 . Графики на вершине холма для ординации наличия / отсутствия NMS. Каждая цветная область представляет собой вершину холма, которая показывает оптимумы переменной, а несколько частично прозрачных вершин холмов показывают перекрытие переменных оптимумов для (A), местных, неместных и инвазивных видов, (B) травы, виноградной лозы , саженец / кустарник и слои деревьев, (C) двудольные, однодольные, голосеменные, папоротник и хвощ и (D) выбирают инвазивные виды.Информацию о коде парковки можно найти в дополнительном материале.

Обсуждение

Более глубокое понимание моделей состава растительных сообществ в городских парках может помочь сообществам лучше управлять инвестициями в зеленую инфраструктуру, которые важны для улучшения экологического здоровья, благосостояния сообществ и экологической справедливости в городских районах Городское бюро экологических служб Портленда, 2010; Portland Parks Recreation, 2015. Наше исследование было уникальным для Портленда тем, что в нем использовался метод стратифицированной случайной выборки для изучения влияния типа парка на биоразнообразие сохраняемых растений, а также была включена информация по видам деревьев, кустарников, травянистых растений и виноградных лоз.Этот тип исследований выходит за рамки прошлых усилий по отбору проб, которые включали только природно-пассивные парки (Portland Parks Recreation, 2018), или обследования, которые включают только информацию о породах деревьев в Портлендских парках (Portland Parks Recreation, 2019). План стратифицированной случайной выборки позволил нам исследовать степень, в которой видовой состав растений, биоразнообразие, экологические переменные и особенности видов различаются в разных типах городских парков в Портленде, штат Орегон. Хотя в этом исследовании использовался протокол выборки, а не попытка полного флористического обследования всех парков из-за нехватки времени и ресурсов, в отобранных парках было обнаружено в общей сложности 178 видов из 141 рода и 65 семейств.Наибольшее количество видов составляли травянистые виды, за которыми следовали молодые саженцы / кустарники, породы деревьев и виды винограда.

Это исследование предоставило информацию о том, каким образом различные типы городских парков могут способствовать сохранению местных видов и / или укрывать неместные и инвазивные виды. Общее видовое богатство было самым высоким в парках естественного пассивного использования, за которыми следовали парки многоцелевого, а затем рекреационно-активного использования, что соответствовало гипотезе 1. Результаты также показали, что больше местных видов было обнаружено в природно-пассивном использовании. парков по сравнению с другими типами парков, что согласуется с гипотезой 2 и согласуется с другими исследованиями, в которых сообщается, что более естественные, сохранившиеся и менее нарушенные участки, как правило, увеличивают богатство местных видов (Celesti-Grapow et al., 2006; Тейлор и Сантельманн, 2014; Highland et al., 2015). Неудивительно, что средние показатели видового богатства и биоразнообразия были самыми высокими в парках естественного пассивного использования, потому что природные территории имеют тенденцию быть более разнообразными, чем другие территории (Whittaker, 1970; Alvey, 2006; Dearborn and Kark, 2010) и обеспечивают диапазон и разнообразие ресурсов и структур среды обитания для видов (Threlfall et al., 2016). В целях дальнейшего содействия сохранению биоразнообразия в городских районах управляющие парками и / или специалисты по планированию землепользования могут использовать результаты этого исследования для обоснования ограничения рекреационного развития, изменения землепользования и других нарушений человека в природно-пассивных парках.Сохранение более естественных, сохранившихся участков, вероятно, увеличит биоразнообразие растений и животных в городах. Результаты этого исследования также могут быть использованы для дальнейшего продвижения создания участков естественной среды обитания в парках многоцелевого и активного рекреационного использования в целях увеличения местного биоразнообразия и связанных с ним выгод (Portland Parks Recreation, 2015).

Результаты исследования также показали, что в парках многоцелевого использования было обнаружено больше неместных видов, чем в парках естественного пассивного или рекреационно-активного использования, что согласуется с гипотезой 3 и поддерживает идею о том, что умеренные уровни беспокойства имеют тенденцию будет сопровождаться добавлением неместных видов (McKinney, 2008).Однако неожиданным результатом стало то, что больше инвазивных видов было обнаружено в парках естественного пассивного использования, чем в парках активного отдыха, что не согласуется с гипотезой 4. Хотя «полуестественные» районы (т. Е. Наиболее похожие на природно-пассивные парки) часто могут представлять собой барьер для вторжений (Celesti-Grapow et al., 2006), вторжения видов в естественные лесные районы могут просто развиваться медленнее в режимах естественных нарушений (Martin et al., 2009). Затем эти вторжения этих видов могут быть ускорены за счет увеличения человеческого влияния, такого как садоводческие практики и преднамеренная интродукция видов растений (Martin et al., 2009). В дополнение к этим объяснениям также возможно, что природно-пассивные парки, использованные в этом исследовании, могли испытывать достаточно высокий уровень беспокойства, чтобы они были уязвимы для колонизации инвазивных видов. Другая сбивающая с толку проблема может заключаться в том, что управление инвазивными видами может быть более сложной задачей в более удаленных и более крупных парках естественного пассивного использования, чем в парках многоцелевого и рекреационно-активного использования, которые, как правило, более доступны и меньше по размеру.

С точки зрения общего видового состава растений, большинство видов в парках были местными (43 процента), за ними следуют неместные виды (31 процент) и с меньшим процентом инвазивных видов (21 процент).Наибольшее количество аборигенных и инвазивных видов составляли травянистые виды, в то время как большинство неместных видов были саженцами / кустарниками. Более низкая доля инвазивных видов по сравнению с местными видами может указывать на некоторый прогресс в управлении инвазивными видами в Портленде (Городское бюро экологических служб Портленда, 2008). Однако совокупное количество неместных и инвазивных видов на наших участках составляет 52% от общего видового богатства, что немного выше, чем в предыдущем синтезе нескольких исследований растений, который показал в среднем 41.8% экзотики для древесных пород городских парков и 42,6% экзотики для сосудистых видов (Nielsen et al., 2014). Представленные здесь результаты также показывают, что форма травянистого растения имеет наибольшее количество инвазивных видов, в то время как виноградная лоза имеет наибольший процент инвазивных видов среди всех форм растений. Эти результаты, среди прочего, могут помочь менеджерам, предоставив оценку растительности городского парка в отношении существующих и будущих целей управления.

Для нашего второго исследовательского вопроса мы использовали выборочные данные, чтобы изучить, как можно классифицировать различные городские парки в Портленде по составу их растительного сообщества, а также по некоторым взаимосвязям между парками и рядом переменных окружающей среды и характеристик видов растений.Иерархический агломерационный кластерный анализ парков в исследовании включал кластер из пяти парков, которые в целом можно охарактеризовать как природно-пассивные парки с большим количеством местных видов. Другие кластеры включали два многоцелевых парка с большим количеством неместных видов, пять многоцелевых и рекреационно-активных парков с большим количеством неместных видов и более травянистым покровом, парк с более голым грунтом и бета-разнообразием между участками и парк с большим количеством чужеродных деревьев. Парки природно-пассивного использования можно было отличить от парков многоцелевого и рекреационно-активного использования, но видовой состав участков из парков многоцелевого и рекреационно-активного использования лишь незначительно отличался друг от друга.Эти результаты показывают, что между составом растительного сообщества многофункциональных и рекреационно-активных парков Портленда может существовать континуум, что затрудняет четкое разделение этих двух типов парков. Другие исследования также отметили, что парки многоцелевого и активного отдыха бывает трудно отличить (например, Weems, 2016).

Чтобы ответить на наш третий вопрос исследования, мы обнаружили, что такие атрибуты, как тип природно-пассивного использования парка, наличие водно-болотных угодий, рельеф на склоне холма, крутые склоны и ирригация, наиболее сильно коррелировали с ординацией NMS, что указывает на то, что эти атрибуты оказывают самое сильное влияние. об изобилии и распространении видов в городских парках Портленда.Некоторые из наиболее сильно коррелированных атрибутов признаков растений связаны с происхождением местных и неместных видов, а также с физиономией виноградных лоз и деревьев. Portland Parks and Recreation уже учитывает такие атрибуты, как то, являются ли виды местными или инвазивными при управлении городскими парками. Однако покрытие инвазивных видов было лишь слабо коррелировано с осями ординации, что указывает на то, что помимо типа парка, на появление инвазивных видов, вероятно, влияют и другие факторы. Управление земельными и водными ресурсами близлежащих и прилегающих территорий может иметь сильное влияние на разнообразие городской зеленой инфраструктуры (Hostetler et al., 2011). Например, использование городских парков с водно-болотными угодьями для управления стоком ливневых вод, насыщенных питательными веществами, может привести к преобразованию водно-болотных угодий, созданных для того, чтобы помочь сохранить естественную растительность из более естественного типа растительности, в более высокий, где доминируют инвазивные виды, такие как тростниковая канареечная трава ( Phalaris arundinacea ) (Maurer et al., 2003; Taylor, Santelmann, 2014). В будущих исследованиях можно было бы изучить влияние контекста парка, а также типа парка при применении этой методологии к Портленду и другим городам, чтобы дополнительно изучить относительное влияние типа парка и контекста окрестностей как влияющих на состав растительного сообщества и модели биоразнообразия.

Наши результаты согласуются с другими исследованиями, которые определили, что парки важны для сохранения биоразнообразия в городских районах. В исследовании 15 городских и пригородных парков Фландрии, Бельгия, парки имели большее количество видов, особенно если они содержали полуестественную среду обитания и были больше по площади (Cornelis and Hermy, 2004). Другие исследования также показали, что районы с наибольшим биоразнообразием, как правило, большие и имеют нетронутую естественную среду обитания (Cornelis and Hermy, 2004; Rosenzweig, 2005; Alvey, 2006).Однако при исследовании состава растений в различных типах городских зеленых насаждений в Мельбурне, Австралия, городские парки имели меньшее видовое разнообразие, чем поля для гольфа, жилые кварталы и остатки растительности в городских районах (Threlfall et al., 2016). Это было связано с тем, что в городских парках снизилось структурное разнообразие с низкой плотностью деревьев, редким подлеском и большим количеством импортной мульчи, которые используются для обеспечения основных удобств, низких затрат на обслуживание и безопасности, а не для сохранения биоразнообразия или среды обитания.Даже в этом случае улучшенное управление составом, структурой и покровом растительного сообщества всех типов городских зеленых насаждений, включая городские парки, может значительно повлиять на качество среды обитания позвоночных, беспозвоночных, микроорганизмов и грибов (Threlfall et al., 2016) . Большее структурное разнообразие растительности также способствует увеличению видового богатства и биоразнообразия фауны (Rosenzweig, 2005; Fontana et al., 2011).

Выводы

Используя стандартизированный метод, последовательно применяемый к разным типам парков, мы смогли определить влияние типа городского парка на состав растительного сообщества и биоразнообразие, включая деревья, саженцы / кустарники, травянистые растения и виноградные лозы.Это исследование основано на других исследованиях городского биоразнообразия, посвященных изучению таксономического состава, структурной сложности и видовых особенностей растений в различных типах городских зеленых насаждений, и расширено до изучения различных типов городских парков в Портленде, штат Орегон. Результаты этого исследования могут помочь менеджерам городских парков в достижении их целей по продвижению покрытия местных видов, сокращению покрытия инвазивных видов или достижению других результатов для городских парков Портленда (City of Portland Bureau of Environmental Services, 2008; Portland Parks Recreation, 2015).Группы кластерного анализа, ординации НМС с объединенными участками и участки на вершинах холмов могут использоваться для выделения конкретных парков и / или видов растений, а также для предоставления дополнительной информации для потенциальных управленческих действий. Например, менеджеры парков могут использовать результаты, чтобы увидеть, что природно-пассивные парки больше коррелируют с покровом местных видов, в то время как парки многоцелевого использования, как правило, больше коррелируют с неместными видами. Если менеджеры парков заинтересованы в сохранении определенных групп растений, таких как папоротники, они могут наблюдать, как они больше связаны с природно-пассивными парками, и сосредоточить свои усилия по сохранению на этих территориях.Эти результаты также могут быть использованы для решения проблем экологической справедливости, таких как пространственное распределение и доступность различных типов городских парков (Городское бюро экологических служб Портленда, 2010 г .; Weems, 2016 г.), а также доступность целого ряда естественных мест обитания. и биоразнообразие растений. Наконец, участки на вершине холма могут быть особенно полезны для определения представляющих интерес видов (например, редких местных видов, инвазивных видов и т. Д.) В их оптимальных местах для принятия конкретных мер управления.Более глубокие исследования и сравнения состава растительных сообществ и моделей биоразнообразия в городских парках Портленда с другими городами позволят лучше понять влияние типа парка на городское биоразнообразие. В конечном итоге, улучшенное управление составом, структурой и растительным покровом растительного сообщества во всех типах парков может улучшить качество среды обитания животных, микроорганизмов и грибов, а также принесет ряд экономических, медицинских, социальных и культурных преимуществ людям, которые живут в городах.

Вклад в месторождение

Хотя многие исследования выявили различные методы землепользования и экологические факторы, которые могут повлиять на биоразнообразие городских парков, было проведено очень мало исследований, в которых использовался стандартизированный метод для сравнения таксономического состава растений, биоразнообразия, структурной сложности и видовых черт разных типов. городских зеленых насаждений. Это исследование основано на других исследованиях городского биоразнообразия с целью изучения таксономического состава, структурной сложности и видовых особенностей в различных типах городских парков в Портленде, штат Орегон.Используя стандартизированный метод, последовательно применяемый к разным типам парков, мы смогли определить влияние типа городского парка на состав растительного сообщества и биоразнообразие, включая деревья, саженцы / кустарники, виноградную лозу и травянистые виды. Лучшее понимание структуры растительного сообщества в городских парках может помочь сообществам лучше управлять инвестициями в зеленую инфраструктуру, которые важны для улучшения экологического здоровья, благоустройства сообществ и экологической справедливости в городских районах.Результаты этого исследования могут помочь менеджерам городских парков в достижении их целей по продвижению растительного покрова местных видов, сокращению инвазивных видов или достижению других результатов для городских парков.

Доступность данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в рукопись и / или дополнительные файлы.

Взносы авторов

MT разработала исследование, выполнила сбор полевых данных, завершила статистический анализ и написала рукопись. М.С. помогал в дизайне исследования, давал рекомендации и анализировал сбор полевых данных и статистический анализ, а также помогал в подготовке рукописи.

Финансирование

Грант Национального научного фонда сети городских водных инноваций (UWIN) № 1444758.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы благодарим Хэтти Грейданус и Майкла Чинчараули-Харрисона за их помощь в сборе полевых данных, а также доктора Др.Брюсу МакКьюну за помощь в многомерном статистическом анализе. Финансовая поддержка была предоставлена ​​грантом № 1444758 Национального научного фонда сети городских водных инноваций (UWIN). Город Портленд дал разрешение на проведение исследований № 1484773 для сбора данных о парковой собственности.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2019.00201/full#supplementary-material

Сноски

Список литературы

Алви, А.А. (2006). Продвижение и сохранение биоразнообразия в городских лесах. Городское лесное хозяйство Озеленение города 5, 195–201. DOI: 10.1016 / j.ufug.2006.09.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бенедикт М.А., МакМахон Э.Т. (2012). Зеленая инфраструктура: объединение ландшафтов и сообществ . Вашингтон, округ Колумбия: Island Press.

Google Scholar

Болитцер Б. и Нетусил Н. Р. (2000). Влияние открытых пространств на стоимость недвижимости в Портленде, штат Орегон. J. Environm. Manag. 59, 185–193. DOI: 10.1006 / jema.2000.0351

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Селести-Грапов, Л., Пышек, П., Ярошик, В., и Бласи, К. (2006). Детерминанты богатства аборигенных и чужеродных видов городской флоры Рима. Разнообразие распределений 12, 490–501. DOI: 10.1111 / j.1366-9516.2006.00282.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кристи, Дж. А., Кимпо, А., Марттала, В., Гаддис, П. К., и Кристи, Н.Л. (2009). Урбанизирующая флора Портленда, штат Орегон, 1806–2008 гг. . Доступно в Интернете по адресу: https://ir.library.oregonstate.edu/concern/technical_reports/j6731792f

Google Scholar

Церковь, С. П. (2018). От уличных деревьев до природных территорий: переоборудование городов для обеспечения связи человека с природой. J. Environ. Планирование Manag. 61, 878–903. DOI: 10.1080 / 09640568.2018.1428182

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Городское бюро экологических служб Портленда (2008 г.). Отчет о стратегии развития инвазивных растений города Портленда за 2008 год .

Google Scholar

Городское бюро экологических служб Портленда (2010 г.). Зеленая инфраструктура Портленда: количественная оценка преимуществ для здоровья, энергии и благосостояния общества .

Google Scholar

Корнелис Дж. И Герми М. (2004). Взаимосвязь биоразнообразия в городских и пригородных парках Фландрии. Пейзаж Градостроительство 69, 385–401. DOI: 10.1016 / j.landurbplan.2003.10.038

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Европейская комиссия (2013). Зеленая инфраструктура (GI) — расширение природного капитала Европы — сообщение Комиссии Европейскому парламенту, Совету, Европейскому экономическому и социальному комитету и Комитету регионов .

Google Scholar

Фонтана, С., Саттлер, Т., Бонтадина, Ф., и Моретти, М. (2011). Как управлять городской зеленью для улучшения разнообразия птиц и структуры сообщества. Пейзаж Градостроительство 101, 278–285. DOI: 10.1016 / j.landurbplan.2011.02.033

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гертнер М., Уилсон, Дж. Р. У., Кадотт, М. В., МакИвор, Дж. С., Зенни, Р. Д. и Ричардсон, Д. М. (2017). Неместные виды в городской среде: модели, процессы, воздействия и проблемы. Biol. Вторжения 19, 3461–3469. DOI: 10.1007 / s10530-017-1598-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гудлинг, Э., Грин, Дж., И Макклинток, Н. (2015). Неравномерное развитие устойчивого города: перенос столицы в Портленд, штат Орегон. Городская география 36, 504–527. DOI: 10.1080 / 02723638.2015.1010791

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хайленд, С. А., Сантельманн, М. В., и Швиндт, Р. А. (2015). Динамика растительности восстановленной и сохранившейся долины Уилламетт, Орегон Прерии. Ecol. Реставрация 33, 156–170. DOI: 10.3368 / er.33.2.156

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хичкок, К.Л., Кронквист А. (2018). Флора северо-запада Тихого океана: иллюстрированное руководство, 2-е изд. . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Вашингтонский университет Press.

Google Scholar

Хостетлер, М., Аллен, В., и Мерк, К. (2011). Сохранение городского биоразнообразия? Создание зеленой инфраструктуры — это только первый шаг. Пейзаж Градостроительство 100, 369–371. DOI: 10.1016 / j.landurbplan.2011.01.011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Игнатьева, М., Стюарт, Г. Х., и Меурк, К. (2011). Планирование и проектирование экологических сетей в городах. Пейзаж Ecol. Англ. 7, 17–25. DOI: 10.1007 / s11355-010-0143-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крускал, Дж. Б. (1964). Многомерное масштабирование путем оптимизации соответствия неметрической гипотезе. Психометрика 29, 1–27

Google Scholar

Кухман Т. Р., Пирсон С. М. и Тернер М. Г. (2010). Влияние истории землепользования и современного ландшафта на инвазию неместных растений в местном и региональном масштабе в южных Аппалачах с преобладанием лесов. Пейзаж Ecol. 25, 1433–1445. DOI: 10.1007 / s10980-010-9500-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ловелл, С. Т., и Тейлор, Дж. Р. (2013). Предоставление услуг городских экосистем через многофункциональную зеленую инфраструктуру в США. Пейзаж Ecol. 28, 1447–1463. DOI: 10.1007 / s10980-013-9912-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартин П. Х., Кэнхэм К. Д. и Маркс П. Л. (2009). Почему леса кажутся устойчивыми к вторжению экзотических растений: преднамеренные интродукции, динамика древостоя и роль теневыносливости. Фронт. Ecol. Environ. 7, 142–149. DOI: 10.1890 / 070096

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маурер, Д. А., Линдиг-Сиснерос, Р., Вернер, К. Дж., Керчер, С., Миллер, Р., и Зедлер, Дж. Б. (2003). Замена водно-болотной растительности тростниковой канарейкой (Phalaris arundinacea). Ecol. Реставрация 21, 116. doi: 10.3368 / er.21.2.116

CrossRef Полный текст | Google Scholar

МакКьюн Б. и Грейс Дж. Б. (2002). Анализ экологических сообществ.Дизайн программного обеспечения MjM . Гленден-Бич, штат Орегон.

Google Scholar

МакКинни, М. Л. (2008). Влияние урбанизации на видовое богатство: обзор растений и животных. Городские экосистемы 11, 161–176. DOI: 10.1007 / s11252-007-0045-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мироу, С., и Ньюэлл, Дж. П. (2017). Пространственное планирование многофункциональной зеленой инфраструктуры: растущая устойчивость в Детройте. Пейзаж Градостроительство 159, 62–75.DOI: 10.1016 / j.landurbplan.2016.10.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Morgenroth, J., Östberg, J., Konijnendijk van den Bosch, C., Nielsen, A. B., Hauer, R., Sjöman, H., et al. (2016). Разнообразие городских деревьев: подводим итоги и заглядываем в будущее. Городское лесное хозяйство Озеленение города 15, 1–5. DOI: 10.1016 / j.ufug.2015.11.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нельсон П. Р., МакКьюн Б., Роланд К. и Стен С. (2015). Непараметрические методы позволяют выявить нелинейную вариацию функциональных признаков лишайников в зависимости от градиентов экологического и пожарного возраста. J. Veget. Sci. 26, 848–865. DOI: 10.1111 / jvs.12286

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нетусил, Н. Р., Левин, З., Шандас, В., и Харт, Т. (2014). Ценит зеленую инфраструктуру в Портленде, штат Орегон. Пейзаж Градостроительство 124, 14–21. DOI: 10.1016 / j.landurbplan.2014.01.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нильсен, А. Б., ван ден Бош, М., Марутхавееран, С., и ван ден Бош, К. К. (2014). Видовое богатство городских парков и его движущие силы: обзор эмпирических данных. Городской Экосист. 17, 305–327. DOI: 10.1007 / s11252-013-0316-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Патаки Д. Э., Каррейро М. М., Черриер Дж., Грульке Н. Е., Дженнингс В., Пинцетл С. и др. (2011). Соединение биогеохимических циклов в городской среде: экосистемные услуги, экологические решения и заблуждения. Фронт. Ecol. Environ. 9, 27–36. DOI: 10.1890 / 0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pojar, J., и MacKinnon, A.(2016). Растения Тихоокеанского Северо-Запада: Вашингтон, Орегон, Британская Колумбия и Аляска . Издательство «Партнеры».

Google Scholar

Портлендские парки и зоны отдыха (2011). Лесопарк Желаемое состояние в будущем .

Google Scholar

Портлендские парки и места отдыха (2015). Инициатива по экологически устойчивому ландшафту .

Google Scholar

Портни, К. (2005). Гражданская активность и устойчивые города в Соединенных Штатах. Public Administration Rev. 65, 579–591.

Google Scholar

Пышек, П. (1998). Чужеродные и аборигенные виды городской флоры Центральной Европы: количественное сравнение. J. Biogeography 25, 155–163. DOI: 10.1046 / j.1365-2699.1998.251177.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Розенцвейг, М. Л. (2005). Разнообразие видов в пространстве и времени . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Google Scholar

Савард, Дж.-П. L., Clergeau, P., and Mennechez, G. (2000). Концепции биоразнообразия и городских экосистем. Пейзаж Градостроительство 48, 131–142. DOI: 10.1016 / S0169-2046 (00) 00037-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Суонсон, Ф. Дж., Кратц, Т. К., Кейн, Н., и Вудманси, Р. Г. (1988). Влияние форм рельефа на модели и процессы экосистем. Bioscience 38, 92–98. DOI: 10.2307 / 1310614

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тейт, К.Дж., Дэниелс, К. Б. и Хилл, Р. С. (2005). Изменения в сообществах видов в районе метрополии Аделаиды, Австралия, 1836–2002 гг. Ecol. Прил. 15, 346–359. DOI: 10.1890 / 04-0920

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тейлор, С. М., и Сантельманн, М. В. (2014). Сравнение растительности и почв сохранившихся и восстановленных заболоченных прерий в северной долине Уилламетт. Northwest Sci. 88, 329–343. DOI: 10.3955 / 046.088.0407

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Трелфолл, К.Г., Оссола, А., Хас, А. К., Уильямс, Н. С. Г., Уилсон, Л., и Ливсли, С. Дж. (2016). Различия в структуре и составе растительности между типами городских зеленых насаждений. Фронт. Ecol. Evol. 4:66. DOI: 10.3389 / fevo.2016.00066

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тернер К., Лефлер Л. и Фридман Б. (2005). Растительные сообщества избранных урбанизированных районов Галифакса, Новая Шотландия, Канада. Пейзаж Градостроительство 71, 191–206. DOI: 10.1016 / j.landurbplan.2004.03.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тернер М. Г. и Гарднер Р. Х. (2001). Ландшафтная экология в теории и практике . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag.

Google Scholar

Tzoulas, K., Korpela, K., Venn, S., Yli-Pelkonen, V., Kazmierczak, A., Niemela, J., et al. (2007). Содействие экосистеме и здоровью человека в городских районах с использованием зеленой инфраструктуры: обзор литературы. Пейзаж Градостроительство 81, 167–178.DOI: 10.1016 / j.landurbplan.2007.02.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Служба охраны почв Министерства сельского хозяйства США (1983). Исследование почвы округа Малтнома, Орегон .

Google Scholar

Вимс, К. М. (2016). Изучение пространственного распределения доступа к паркам и траекторий джентрификации в Сиэтле, Вашингтон, 1990–2010 гг. .

Google Scholar

Уиттакер Р. Х. (1970). Сообщества и экосистемы, 2-е изд. . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Вашингтонский университет Press.

Google Scholar

Зенгейа Т., Айви П., Вудфорд Д. Дж., Вейл О., Новоа А., Шеклтон Р. и др. (2017). Управление вызывающими конфликты инвазивными видами в Южной Африке: проблемы и компромиссы. Боталия 47: 2160. DOI: 10.4102 / abc.v47i2.2160

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, Дж., Оуян, З., Чжэн, Х., Чжоу, В., Ван, X., Xu, W., et al. (2010). Видовой состав растений в зеленых насаждениях застроенных территорий Пекина, Китай. Plant Ecol. 209, 189–204. DOI: 10.1007 / s11258-009-9675-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Состав тканей растений и органического вещества почвы на первых этапах сукцессии вегетации

Реферат

Различия в составе органического вещества (ПОВ) почвы в последовательных профилях почвы (под водорослями, травой, мхом, вереском и сосной) от первичного сукцессия растительности (центральные Нидерланды) была исследована методом кросс-поляризации-магического углового прядения (CPMAS) ¹³ C ЯМР, химического разложения (кислотный гидролиз полисахаридов) и пиролиз-ГХ / МС (Py-GC / MS) по отношению к растительности. .Все минеральные горизонты почвы имели более низкое содержание полисахаридов, чем экрганический слой и / или свежий растительный материал, о чем свидетельствует уменьшение пиков O -алкила по данным ЯМР. Распределение моносахаридов указывало на увеличение микробных сахаров в почве, о чем свидетельствует повышение соотношений C ₆ / C ₅ . Полисахариды почвы могут сопровождаться значительным вкладом углеводов из мхов на первых этапах, потому что неразложившиеся ткани мха имеют высокие отношения C ₆ / C ₅ , что искажает обычную интерпретацию, что такие высокие отношения могут быть вызваны микробным сахара.Свежая подстилка и экрганические слои под вереском и сосной имели одинаковое содержание ароматических углеводородов, но вклад лигнина (гваяколы и сиринголы) был ниже в экторганических горизонтах. Степень окисления, определяемая соотношением кислота / альдегид, увеличивается с прогрессирующей гумификацией. Все горизонты Ah содержали меньше ароматических углеводородов, больше окисленных остатков лигнина и большее количество алифатических соединений, чем подстилка. Одна или две макромолекулы, которые производили n -алкены / n -алканы и разветвленные алкены / алканы при пиролизе и были получены из мхов, были в основном ответственны за накопление алифатических соединений в почве, хотя другие алифатические полимеры, такие как суберин , также может сыграть важную роль.Сохранение компонентов более ранней растительности может существенно повлиять на состав ПОВ.

Ключевые слова

почвенное органическое вещество

¹³ C ЯМР

пиролиз

полисахариды

лигнин

алифатические биополимеры

песчаные почвы

статьи

вегетационный текст © 2001 Elsevier Science BV Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Патогены и насекомые-травоядные определяют разнообразие и состав растений тропических лесов