Экопайсагерная фрагментация

Дороги являются наиболее заметными факторами экологической фрагментации. Даже без движения многие виды, в том числе беспозвоночные, отказываются пересекать их ; экологический район, подверженный воздействию дороги, значительно превышает площадь самой дороги (в среднем более 100 м по обе стороны дороги)1

Понятие фрагментации или фрагментации экосистем / местообитаний / экопайсагер(Эр) / экология охватывает любое искусственное явление фрагментации космоса, которое может или может препятствовать перемещению одного или нескольких видов в соответствии с их потребностями и возможностями при отсутствии фактора фрагментации. С концепцией гетерогенности, что фрагментация является одной из теоретических основландшафтной экологии.

Индивидуумы, популяции и виды по-разному страдают от фрагментации их среды обитания. Они более или менее уязвимы в зависимости от своих адаптивных способностей, степени специализации, зависимости от определенных экопаузных структур. Другими факторами являются их способность летать или преодолевать препятствия (стены, ограждения, дороги, районы, обработанные пестицидами и т. д.), И в зависимости от биологии их популяций. Например, лесные птицы, которые летают и, следовательно, могут эксплуатировать различные « пятна», по-видимому, гораздо меньше страдают от уменьшения лесного покрова, чем от фрагментации самого леса 2 (за исключением некоторых исключений, в частности, из-за « эффектов-опушки » 3).

Воценке экосистем на пороге тысячелетияэкологическая фрагментация рассматривается в качестве одной из основных причин ущерба биоразнообразиюдо загрязнения4. Валлонская обсерватория по биоразнообразию, например, считает, что в 2000 году 5-15% видов уже вымерли, 30-50% находятся в регрессе и что « исчезновение и фрагментация природных пространств являются основной причиной этого»

Для животных, которые отказываются пересекать дорогу, 3 или 4 пересекающиеся дороги образуют эквивалент "экологического острова", из которого они не могут убежать. Примечание: обочины дорог кажутся хорошими коридорами, но они загрязняются выхлопными газами и каталитическими материалами, атакже повышается риск дробления и хищничества (отсутствие укрытий)

Состояние

Это касается всех стран, богатых дорожной инфраструктурой, каналами и, в меньшей степени, железнодорожным транспортом. Региональные сети железнодорожного и автомобильного транспорта являются прерогативой не богатых регионов или районов, где находится столица , в том числе в Европе6, а скорее густонаселенных и промышленных районов. В Европе наиболее плотные и фрагментарные сети автомагистралей были построены в Нидерландах (более 100 км шоссе на 1000 км2 на западе страны), Люксембурге и, как это ни парадоксально, на Кипре. Промышленные районы с низким ВВП (Норд-Па-де-Кале) или высоким ВВП, такие как Дюссельдорф и Кельн (Германия) или мадридский Комунидад (Испания), имеют очень плотную сеть автомагистралей. Некоторые столицы (Берлин, Прага, Бухарест) поощряли поезд, а не шоссе. Крупная портовая инфраструктура способствовала созданию сети автомагистралей и железных дорог.

В 2011году для европейскогоагентства по окружающей среде (ЕАОС)7, фрагментация является одной из основных причин регрессии биоразнообразия в Европе ; она резко обострилась с начала 1990-х годов, что имело серьезные последствия для европейской флоры и фауны. Кроме того, количество инфраструктурных проектов продолжает расти или стабильно. Наиболее фрагментированными странами являются Бельгия, Люксембург, Нидерланды, за которыми внимательно следуют Мальта, Германия и Франция. Однако Лондон, Северная Франция и парижский регион находятся на уровне, сопоставимом с уровнями в наиболее пострадавших странах. Плотность автомагистралей выше в Чехии, Бельгии и Германии. Наиболее эффективной страной фрагментации является Румыния, в том числе благодаря 13 крупным национальным паркам и 500 охраняемым районам. Эта страна сохранила мало фрагментированную среду обитания, в которой живут 60 % медведей, 40 % волков и 35 % европейских рысей7. Польша, после периода учета экологических сетей, приступила к широкомасштабной программе автомобильных и автомобильных дорог, которая, как ожидается, значительно увеличит фрагментацию.

В ряде стран, таких как Испания, Греция, Италия и Франция, Центральные районы относительно сохранились, но прибрежные районы все более сильно раздроблены. Эти различия, иногда контрастные, даже в одной стране, например в Великобритании, где в лондоне имеет рекордно высокого уровня фрагментации (несмотря на его "зеленый пояс"), но где - Хайлендс шотландский относятся районы, где целостность ландшафта лучше всего сохранившийся в Европе, в частности, низкой плотностью населения, как в некоторых регионах скандинавских малонаселенных7. С 1984 года в Нидерландах проводится амбициозная политика дефрагментации ландшафта, которая, например, как и в Бельгии, позволила начать восстановление популяций барсука с помощью небольших туннельных экопроводов, которые предотвращают их столкновение на дорогах.

ЕАОС призывает увеличить количество экопроводов, в том числе на старых дорогах, чтобы животные могли передвигаться. ЕАОС также рекомендует уничтожать старые дороги или дороги с сокращением трафика, а не строить новые в интересах поезда и альтернатив. Она также рекомендует планировать обходы вблизи фаунистически важных районов, вместо того чтобы продолжать строить дороги и железнодорожные пути рядом друг с другом

Происхождение понятия

Работы Формана и Годрона и 198611 и Формана в 199512 формализовали основы количественного анализа структуры и компонентов ландшафта (здесь понимается как переменная поверхность, состоящая из мозаики экосистем), а затем, в частности, Опдам в 1991 Эти авторы показали, что фрагментация естественной среды обитания является одной из форм разрушения среды обитания, которая, за исключением нескольких убиквистских видов, в первую очередь влияет на размеры популяций, увеличивая риск вымирания.

Wiens в 1997 году утверждает, что фрагментация изменяет размер, формы и изоляцию « пятен » ландшафта, что приводит к влиянию экопаузирующих функций изолированных элементов и-в результате второго эффекта-на элементы, расположенные на верхних или нижних уровнях ландшафта. Фрагментация ;

• индуцирует замену экопайсагеров другими,
• изменяет пространственный контекст, в том числе путем изменения экологической связности и, следовательно, степениэкологической целостности ландшафта.
• является мощным фактором экологической изоляции естественных (или полуестественных) сред внутри более "враждебной «" матрицы " (поскольку к условиям окружающей среды, нарушенным деятельностью человека или их побочными последствиями).
• благодаря инсуларизации, которую она вызывает, снижение темпов рассеяния и иммиграции увеличивает риск вымирания16.
• изменяет граничные эффекты (Экотон/эффект кромки), более или менее в зависимости от характеристик окружающей матрицы.

Во Франции эта концепция, в частности, была распространена сетью человека и биосферы ЮНЕСКО, а работа Франсуаз Бюрель (диссертация в Университете Ренна) стала началом серии диссертаций и работ в Ренне, Монпелье и других местах.

Ставки

Водно-болотные угодья, расположенные между Викторией и Ванкувером, не являются фрагментированными (без плотин) и имеют древовидную форму : таким образом, водно-болотные угодья и водно-болотные угодья являются физически и экологически интегрированным пространством. Оттуда некоторые распространители также переносятся и рассеиваются другими видами, возможно, на большие расстояния в другие водно-болотные угодья

Основная проблема заключается вэкологической целостности окружающей среды, поскольку фрагментация мест обитания препятствует жизненно важным потребностям фауны, фонжа и флоры в возможности перемещаться по ландшафту. Это способствует ухудшению качества местообитаний и изоляции населения. Однако вероятность реколонизации зависит для каждого активно или пассивно движущегося вида от 3 факторов :

• пространственные связи между ландшафтными элементами, используемыми населением, включая места размножения и элементы мозаики пятен, через которые должны перемещаться диспергаторы генов или распространители (например, от одного пруда к другому для водных видов18) ;
• особенности рассеяния организма (который в зависимости от вида может или не может плавать, ползать, летать, бегать или передвигаться по земле, или переноситься и т. д. Более или менее быстро откладывает более или менее устойчивые к высыханию яйца и т. д.) ;
• временные изменения в структуре ландшафта.

Полевые данные, такие как сравнительный анализ , полученный в результате картирования биологических коридоров, спутниковых изображений, аэрофотоснимков или старых карт, свидетельствуют о том, что экосистемы все более искусственно и фрагментированы транспортными средствами , товарами или людьми или энергетической инфраструктурой (линии электропередач, телефонные линии). Гидроэнергетические плотины являются видимым и легко понятным эквивалентом речных сетей, но существуют и другие нефизические экологические барьеры (загрязнение пестицидами, эвтрофицирующие или другие биоциды также являются основными факторами фрагментации, более сдержанными, но затрагивающими большие пространства.

Автострады , каналы с бетонными или шпалоподбойными берегами, железные дороги типа TGV (с двойным забором) и дороги-это инфраструктура с самой сильной экологической фрагментацией. Дорожные погоны на этой фотографии являются экологическим фактором для » островков", которые они окружают.

Люди, но также группы населения сталкиваются с растущим числом « замки экологических » (барьеры физические или нематериальные) или « узких мест » или ловушки, экологических, которые — путем разбиения абнормально экосистем ограничивают или запрещают движение отдельных людей и групп населения, и, следовательно, смешение генов в рамках их поверхности нормального распределения в точке, привести к регрессии или исчезновения видов, или угроз в среднесрочной или долгосрочной перспективе.

В двух случаях антропогенная фрагментация , по-видимому, имеет локально и временно позитивный аспект ; это касается некоторых экотониальных видов, которые часто являются повсеместными, которые, таким образом, увеличивают длину своей среды обитания (но часто линейно, что делает их более уязвимыми для своих хищников ; это эффект-край). Еще одно преимущество, очень относительное, поскольку обычно временное, заключается в том, что фрагментация среды может ограничить распространение некоторых инвазивных видов (например, Bothriochloa ischaemum, инвазивная травянистая, менее быстро распространилась в Техасе на фрагментированные участки, чем не фрагментированные, зная, что, наоборот, края фрагментированной транспортной инфраструктуры являются хорошими коридорами рассеяния для многих инвазивных.

Даже летающих животных назначаются : долго считалось, что птицы и летучие мыши были последствия фрагментации на лесных дорогах, или сердца леса22, но кроме того, что некоторые виды очень, затронутых Roadkill, с различным опытом работы (в том числе в Гайане в рамках исследования, воздействия и компенсационных мер на RN2) или в Бразилии23 в частности, на экспериментальной площадки, который расположен в 80 км к северу от города Манаус , показали, что даже на дорог, птицы и летучие мыши страдают. Фрагментация лесов и водно — болотных угодий или ранее диких также несет ответственность за снижение хироптеры24 — несмотря на их способность летать-страдают от наличия дорог в лесах. На оживленных и шумных дорогах единственный звук отдаляет певчих птиц (до более чем на километр под господствующим ветром автомагистралей в Великобритании), и городским птицам приходится адаптировать свои песни, чтобы слышать друг друга, особенно на низких частотах

Экология ландшафта пытается ответить на вопросы, имеющие решающее значение для сохранения природы ; в частности, какой минимальный размер среды обитания и качество взаимосвязанности необходимо сохранить, чтобы обеспечить выживание видов, которые коэволютируют там ? Лучше ли охранять большее число видов и экосистем в большом заповеднике или в нескольких небольших?

Определение

Плотины водяных мельниц не мешали подниматься лососям или морской форели. Крупные плотины - это они, основные препятствия для движения водных организмов рек. Согласнооценке экосистем на пороге тысячелетия, с 1960 по 2000 год объем воды, хранящейся в водохранилищах (здесь Дамба Бимон во Франции), увеличился в четыре раза, став в три-шесть раз больше, чем в естественных реках и реках (за исключением естественных озер). Рыбные проходы, когда они существуют, позволяют поднимать и опускать только часть рыбы.

Естественные барьеры существуют в природе. Наиболее важными являются длинные и высокие горные цепи (например , Альпы, Пиренеи, Анды, Гималаи). Другие (для континентальных видов) составляют великие пустыни, морские просторы. Океаны и большинство морей физически взаимосвязаны, но районы, не имеющие питательных веществ , бедные планктоном или с определенной температурой, соленостью или глубиной, имеют характеристики, которые придают им барьерную функцию для некоторых видов ( например, коралловых).

Эти барьеры могут быть преодолены путем их обхода или, в случае гор, через перевалы и/или некоторые виды (в частности, птицы). Поскольку перелетные птицы сами являются носителями различных паразитов или видов, которые непреднамеренно переносятся , иногда в видеяиц или спор, они два раза в год способствуют переносу различных организмов, которые, однако, составляют лишь незначительную долю биоразнообразия.

Для видов суши, в бассейн обычный (иллюстрация), это реки, которые, если они - биологических коридоров для некоторых видов, являются основными природными барьерами. Реки - это меньшие препятствия,а ручьи-еще меньше. Большинство видов через некоторое время могут пересекать или обходить реки. В дикой природе водораздел полностью потенциально доступен для многих видов. Для видов, которые с трудом пересекают канал или дорогу или не могут пересекать поле, обработанное пестицидами, антропогенный ландшафт, как она развивается в течение нескольких десятилетий, становится чередой более или менее непроходимых препятствий27.

Человек постепенно осознает, что он является источником многих и новых экологических барьеров, которые являются либо районами, непригодными для жизни многих видов, либо районами, которые просто неблагоприятны для циркуляции и/или размножения видов. Они могут быть материальными и видимыми (стена, линия TGV или шоссе во Франции с двойным забором), но они часто невидимы для наших глаз (их иногда называют « нематериальными »). Не исключено, что все виды экологического барьера пока не определены.

   Примеры материальных барьеров :

• построенная инфраструктура, такая как ветровыетурбины , дороги, шоссе, железные дороги, TGV, каналы (Панамский или Суэцкий канал отрезает и изолирует континенты), протокольные реки, плотины-водохранилища или гидроэлектростанции, высоковольтные линии, антенны или кабели на миграционных коридорах и т. д.
• урбанизированные и очень девегетализированные районы
• искусственные области
• районыинтенсивного сельского хозяйства и лесоводства
• области экспериментов или культуры ГМО; помимо того, что некоторые растения производят свои собственные пестициды, эти поля теоретически должны управляться, чтобы не способствовать рассеиванию пыльцы, семян или других распространителей.

   Пример нематериальных барьеров :

• запахи (запах, оставленный собакой или человеком, может в течение нескольких часов или дней беспокоить пугливых животных, которые очень чувствительны к нему)
• микроклимат (температура, относительная влажность, …)
• расстройство, нарушение, чрезмерная обработка
• шумовое загрязнение
• световое загрязнение
• тепловое загрязнение воды, воздуха или почвы (плохо изолированная тепловая сеть)
• загрязнение воздуха (биоцид, Озон, тяжелые металлы, …)
• электромагнитное загрязнение (высоковольтные линии, реле…)

Пороговые эффекты

Взаимосвязь между фрагментацией и регрессией биоразнообразия носит « нелинейный "28. В качестве примера ученые исследовали возможные "экологические пороги" в фрагментированных лесах Пригородного района Ломбардии (Северная Италия)(исследование опубликовано в 2010 году). Для этого они выбрали батареюиндикаторов в травянистой пласте. Этими показателями были многолетники, типичные для трех фитосоциологических синтаксисов (Fagetalia sylvaticae, Carpinion betuli и Erythronio-Carpinion), и трех особенностей фрагментации лесов (локализация, степень инсуларности, форма фрагмента). « Экологические факторы " оценивались с использованием индексов Landolt L и H ; рассчитывались на основе предыдущих данных, сделанных в исходных лесах и считавшихся экологически чистыми. Некоторые растения (травянистые многолетники )действительно свидетельствуют о древних лесах, а другие-о сильно раздробленных лесах28. На статистической основе " обобщенные линейные модели » были построены на основе данных, сделанных в лесу; они показывают корреляцию между количеством лесных индикаторов и размером фрагментов, а также их степенью связности с другими лесными средами28. Обобщенные аддитивные модели подтверждают нелинейную связь между показателем богатства и размером фрагментов ; с наличием двух пороговых28 :

1. ) Количество лесных показателей возросло до 35-40 га (выше этого порога площади травянистые богатства оставались постоянными).

• В этом регионе Италии природоохранная политика может или должна быть направлена на защиту фрагментов леса, достигающих по меньшей мере 35-40 га одного ;
• ) Другой порог касается отношения междуплощадью и количеством индикаторов ; эта связь менее выражена в фрагментах размером менее 1-1 ,5 га
• , поэтому, если фрагменты размером между этими 2 порогами будут увеличены, их ценность для биоразнообразия растений будет сильно расти.
• Существование этих 2 порогов говорит о резкой реакции флоры на некоторые экопайсагерные изменения28. Она также обеспечивает количественные цели сохранения28.Для того чтобы сохранить (или восстановить) биоразнообразие в этих лесах, необходимо - до достижения критических пороговых значений - провести дефрагментацию пригородных лесов. Многолетние травянистые леса древних или, как правило, связанные с гиперфрагментированными лесами, по-видимому, являются надежными показателями дляэкологической оценки, но они варьируются в зависимости от каждой биогеографической области.

Эффекты границы

Подробная статья: Опушка#эффекты-опушка в экологии.

Ошибка создания миниатюры: Файл не найден

Ландшафтное воздействие приподнятой дороги, пересекающей долину, наиболее заметно, но с точки зрения фрагментации ее экологическое воздействие намного меньше, чем воздействие дороги вдоль берега реки, по которой будет проходить лишь очень ограниченное число живых организмов

Сондерс и его коллеги в 1991году, а затем Collinge в 1996 году показывают, что границы, искусственно созданные фрагментацией, подвергаются немедленному изменению важных факторов, таких как температура , относительнаявлажность, ветер, яркость/Albedo, запахи, которые нарушают или блокируют передвижение некоторых видов. Другие факторы часто нарушаются в среднесрочной и долгосрочной перспективе (качество почвы и воды, уровень воды, качество воздуха, шум/помехи и т. д.). Эти эффекты-опушки сначала нарушают сообщества животных, грибков и растений, которые находятся вблизи опушки островов или островков, изолированных в результате фрагментации. Ранни и его коллеги в 1981году, а Чен и его команда в 1992 году или Мэтлак в 1993 году демонстрируют этот факт, отмечая, например, что в североамериканских лесах, разделенных на 15-240 метров в зависимости от изучаемых видов животных и растений, заметно измеряются "опушенные эффекты".

Дренаж и откачка в экопайсагерную " матрицу "могут – в результате падения скатерти-расстроить экологию островка, который, казалось, априори был спасен, и это далеко за его краями, до самого сердца и в глубину. См. также статью край Опушка

Расстояние между фрагментами

Расстояние между фрагментами является важным элементом модельной теории инсуляции. Он представляет собой один из индексов фрагментации30, удобный для картирования ГИС. Тем не менее уже в 1986году Форман и Годрон признают , что в реальности эффект расстояния между фрагментами относителен. Он варьируется в зависимости от вида (ubiquist, летающий, плавающий... или специализированный и непригодный для больших перемещений) 11. И это более или менее снижается или избыточный вес в зависимости от других факторов, таких как :

• природа матрицы (среда, разделяющая островки, более или менее "враждебна" инсуларированным видам) ;
• местообитания, в которых она обитает (местообитания подмен иногда) ;
• степень сходства между островками и местами обитания матрицы (близкими или, наоборот, очень " противоположными ») ;
• интенсивность, даты и виды деятельности человека, происходящие в ней, и т.

Влияние типа структуры сети

В случае искусственных и фрагментирующих сетей каналов, водотоков, железных дорог, дорог и т. д. Эта сеть будет оказывать весьма различное (с точки зрения фрагментации) воздействие в зависимости от общей протяженности линейной инфраструктуры, но в большей степени в зависимости от степени замкнутости (взаимосвязей) сети. Две крайности с точки зрения воздействия через фрагментацию :

• только древовидная сеть, ветви которой не соприкасаются друг с другом (многие дороги, идущие от прибрежных коммун к береговой линии, когда-то были так структурированы)
• ячеистая сеть

Приоценке фрагментации сети необходимо учитывать количество пересечений ( « перекрестков»), а не « узлов».

Размер, площадь и форма фрагментов

Размер, площадь и форма фрагментов влияют на интенсивность эффекта границы, в том числе по геометрическим причинам, и в зависимости от их воздействия ветра, солнца, дождей и т. д. Небольшие или узкие фрагменты будут в наибольшей степени затронуты эффектами границы, так как они больше не имеют больших нетронутых площадей в центре (иногда называют "сердце среды обитания" ).