时空尺度的主导作用

研究生态系统对全球变化的脆弱性需要明确考虑空间和环境因素时间范围内.全球变化的动因同时在一系列尺度上运作;有些主要在短期内在本地范围内运作,而另一些则较为普遍(表5.1)。此外,生态系统服务是在不同的时间和空间尺度上提供的,从营养物在根尖附近的立即释放到水的渗透和在毛细管孔隙中储存数月至数年。

维持提供这些服务的生态过程也在各种规模上运作。规模的多样性以及进程规模与其产出之间的匹配程度可能对其脆弱性产生重大影响。

土壤生态系统服务要么取决于生物体活动的直接和即时产出(例如,消化过程中的养分释放),要么取决于它们对土壤物理性质的长期影响(例如,生物湍流器建立的土壤孔隙中的水潴留)。它们也可能取决于大规模运行的非生物过程的直接影响(例如,干燥和再湿润循环的交替产生的孔隙)。维持生态系统服务的生物过程可能在四个不同的时间和空间尺度上运行,这取决于它们的性质和位置(Lavelle 1997):

1.短期消化相关过程。消化发生在外酶活跃的微生物附近,无脊椎动物的肠道或靠近活跃根尖的根际土壤中。这种微型站点的体积是几立方微米到毫米,过程在几小时到几天的时间内发展。

2.新鲜生物构造的中间阶段。在肠道运输或有机物质与土壤的机械混合过程中触发的微生物激活,最终形成新鲜的生物结构,如新鲜的蚯蚓模型或白蚁粪球。在沉积后的几天或几周内,活性逐渐下降。

3.稳定的生物成因结构的长期规模。一些由无脊椎动物或根形成的结构高度紧凑。这些结构是稳定的大团聚体结构的组成部分,决定了土壤的水力特性和抗侵蚀性(Blanchart等,1999;Chauvel et al. 1999)。它们的寿命可以延长几个月到几年,这取决于它们的组成和土壤结构特征的动态(Decaens 2000年)。

4.土壤资料。生物成因结构与其他结构和土壤元素结合形成土壤层。在某些情况下,可能会引发土壤沿斜坡的蠕动

继续阅读:表51脆弱性矩阵显示了不同的全球变化驱动因素对地下子系统的影响,这些影响可能在不同的空间尺度上表现出来

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