Растение-нянька

Растение -нянька — это растение, которое выполняет экологическую роль , помогая саженцам укореняться и защищая молодые растения от суровых условий. Этот эффект особенно хорошо изучен среди растительных сообществ в ксерических средах.

Деревья и кустарники верхнего яруса оказывают благоприятное воздействие на формирование растений нижнего яруса. Этот эффект также наблюдается в некоторых взаимодействиях между видами травянистых растений. ^[1] Растения-няни важны в ксерических средах, поскольку они обеспечивают затененные микросреды обитания для выживания нескольких других видов растений, смягчая экстремальные температуры и сокращая потерю влаги. Например, в пустыне Сонора полога растений-нянь обеспечивают снижение летних дневных температур, температуры поверхности почвы и прямого солнечного света, более высокое плодородие почвы, защиту от ветра и поедающих ее животных, снижение скорости эвапотранспирации у вскормленных видов, повышение ночной температуры и послепожарное возобновление у некоторых видов... ^{[2] [3]} Это означает, что растения-няни обеспечивают положительное взаимодействие между собой и организмами, которые они защищают, и часто имеют решающее значение для поддержания биоразнообразия в средах с дефицитом воды. ^{[4] [5]}

Было высказано предположение, что помощь, оказываемая растениями-помощниками, может повысить производительность стрессонеустойчивых видов на зеленых крышах. ^[6] Также есть данные, свидетельствующие о том, что фенотипические признаки влияют на то, как растения-помощники, растущие на больших зеленых крышах, реагируют на растения-помощники. ^[7]

Растения-кормилицы также помогают восстановлению после выпаса травоядных, поскольку они обеспечивают более высокий уровень ресурсов для растения. ^[8] Влияние растений-кормилицев на любой конкретный вид зависит от видового богатства и стратегии распространения организма. ^[8] Растения-кормилицы могут помочь с набором саженцев и защитить растения от поедания зерном. ^{[9] [10]} Корневая система сагуаро ограничена 15 см поверхности почвы, а корни пало-верде ( Cercidium microphyllum ) уходят глубже под поверхность. Исследования показывают, что сеть корней сагуаро перехватывает влагу, прежде чем она сможет достичь корней пало-верде. ^{[ необходима цитата ]}

При анализе вклада деревьев-кормилиц предотвращение травоядных животных снижается в засушливых условиях, поскольку плотность травоядных животных значительно ниже, поэтому вклад защиты травоядных животных исключается из засушливых условий. ^[11]

Питомники также имеют лучшую почву под своим пологом, чем на открытом воздухе. «Свойства почвы под растениями-питомниками всегда были лучше, чем вне их, что согласуется с общим существованием островов плодородия в высоких горах» ^[12]

Деревья Пало Верде ( Cercidium spp.), мескит ( Prosopis spp.) и железное дерево ( Olneya tesota ) обеспечивают позитивное взаимодействие между другими видами растений, например, способствуют выживанию и прорастанию саженцев. ^[13] Богатство и обилие многих видов растений выше под пологом этих деревьев, чем в окружающих районах ^[13]

Плотность видов растений, зависящих от растений-нянь, зависит от количества растений-нянь в сообществе. Например, плотность кактуса сенита ( Pachycereus schottii ) была выше, когда была более высокая плотность растений-нянь. ^[9] Но исследование Холланда и др., ^[9] показало, что «не было существенного основного факторного влияния растений-нянь на прорастание и набор сеянцев кактусов сенита». Положительное влияние растений-нянь на этот вид растений зависело от количества осадков ^[9]

Изучение железных деревьев ( O. tesota ) показало, что значение растения-няньки заключается не только в качестве температурного буфера, но и в качестве водного буфера. С точки зрения водного стресса наблюдалась разница в стимулирующих эффектах между мезическими и ксерическими участками. На ксерических участках богатство и обилие многолетних растений были выше, тогда как эфемеры не видели никакой разницы. На мезических участках обилие многолетних и эфемерных растений не отличалось, но богатство эфемеров было ниже. ^{[ необходима цитата ]}

Размеры пологов железных деревьев не различались между ксерическими и мезическими участками. Но размер полога влиял на многолетние растения больше, чем на эфемерные. С многолетними растениями наблюдался положительный эффект. Богатство, обилие и размер растений были больше под пологом. С эфемерными растениями богатство не изменилось, а обилие увеличилось на ксерических участках. ^[13]

Кроны железных деревьев оказали благоприятное воздействие на видовое богатство и численность растений в ксерических местах в пустыне Сонора. ^[13] Два фактора, водный стресс и размер благодетеля, оказали влияние на содействие и являются факторами, которые следует учитывать при рассмотрении богатства, численности и размера растений под пологом растений-кормушек в ксерических и мезогенных местообитаниях. ^{[ необходима ссылка ]}

Железное дерево часто было единственным деревом, растущим в засушливых районах, и его кроны оказывали наибольшее влияние на структуру и богатство растительного сообщества даже при высоком уровне водного дефицита. ^[13] Таким образом, железные деревья создавали разнообразие, отсутствующее в других пустынных микросредах обитания. ^{[ необходима цитата ]}

Примером растения-няньки может служить дерево Пало Верде ( C. microphyllum ), растущее в пустыне Сонора, под кроной которого могут находиться кактусы сагуаро. Другими примерами растений-нянь являются травы и кактусы. ^[2] Деревья и кустарники являются наиболее распространенными растениями-няньками. ^{[ требуется ссылка ]}

Питомники обеспечивают идеальную микроклиматическую среду для таких видов, как сагуаро. Они позволяют им расширять свои ареалы «в иначе негостеприимно холодных районах». ^[2] Некоторые из преимуществ, описанных выше, могут ограничивать сагуаро во время укоренения, но отрицательные температуры — это одна из переменных, к которым восприимчив кактус. ^[2] Эти температуры в северной части Аризоны являются причиной того, что сагуаро там не укоренились. Питомники также имеют лучшую почву под своими пологами, чем та, что находится на открытом воздухе. «Свойства почвы под растениями-питомниками всегда были лучше, чем снаружи, что согласуется с общим существованием островов плодородия в высоких горах» ^[12]

Сагуаро чаще произрастает на южной стороне полога питомника, чем на северной. Согласно Дрезнеру и Гаррити, ^[14] южная сторона полога имеет более высокие минимальные температуры, а северная сторона — более низкие температуры. Сагуаро произрастает под более плотным пологом, чем растения с более открытым пологом, из-за лучших микроклиматических условий. ^[14] Возможно, было неожиданным, что сагуаро произрастает на южной стороне из-за более высокой минимальной температуры. Сагуаро может выдерживать более высокие температуры, но восприимчив к температурам ниже нуля. При температурах на южной стороне полога риск возникновения температур ниже нуля зимой снижается. ^{[ необходима цитата ]}

Ambrosia deltoidea и Cercidium microphyllum были двумя основными наблюдаемыми растениями-няньками. Исследование показало, что максимальные температуры под C. microphyllum были ниже, а минимальные температуры были выше, показывая, что растения-няньки обеспечивают микроклимат под своим пологом и защищают сагуаро от экстремально низких или высоких температур. ^{[ необходима цитата ]}

Гибель растения-няньки обычно предшествует виду растений, которые оно защищает. ^[15] Имеются доказательства конкурентных взаимодействий между кактусами сагуаро и деревьями паловерде. Сагуаро под пологом паловерде отрицательно влияли на энергию дерева. ^[15] Деревья в отсутствие сагуаро ( Carnegiea gigantea ) не умирали так быстро. Одним из факторов этого конкурентного взаимодействия является конкуренция корней. ^[15] Корни сагуаро находятся в неглубокой почве, тогда как корни паловерде проникают глубже. Корни сагуаро подобны зонтику и захватывают большую часть влаги, прежде чем она достигнет корней паловерде. ^{[ необходима цитата ]}

Larrea tridentata , широко известная как креозотовый куст , проявляет характеристики растения-няньки, способствуя укоренению и росту других видов в суровых условиях пустыни. Ее плотный полог обеспечивает тень и укрытие, создавая микроклимат, который снижает экстремальные температуры и потерю влаги, тем самым способствуя выживанию рассады и молодых растений. Креозотовые кусты также задерживают семена под своим пологом, увеличивая прирост рассады и способствуя восстановлению растительности. Исследования показали, что многие виды растений в пустынных экосистемах положительно связаны с Larrea tridentata , что указывает на ее роль в обеспечении гостеприимной среды для разнообразных растительных сообществ. ^[16] В целом, присутствие креозотовых кустов повышает биоразнообразие и устойчивость экосистемы в засушливых регионах, подчеркивая их значимость как растений-няньки. ^{[ необходима цитата ]}

Salvia officinalis subsp. lavandulifolia (син. S. lavandulifolia ) служит важным растением-кормильцем в сложных условиях средиземноморских гор, способствуя росту и выживанию недавно посаженных саженцев сосны. Будучи представителем семейства яснотковых , этот кустарниковый вид, обычно высотой от 20 до 35 см, создает оптимальную микросреду для роста молодых сосен. Его неглубокая корневая система сводит к минимуму конкуренцию с развивающимися саженцами, обеспечивая им доступ к жизненно важным питательным веществам и воде. Кроме того, его скромный рост позволяет соснам со временем перерастать его, что делает его выгодным компаньоном на начальных этапах усилий по лесовосстановлению. ^[17]

Виды Prosopis , в частности Prosopis flexuosa , демонстрируют заметную способность функционировать в качестве растений-кормушек в засушливых и полузасушливых экосистемах . Некоторые исследования подчеркивают роль Prosopis в улучшении сложных условий окружающей среды, особенно в районах, характеризующихся низким качеством корма и дефицитом воды. Исследование показало, что Opuntia ellisiana , посаженная под пологом Prosopis flexuosa , демонстрирует повышенную продуктивность и содержание питательных веществ по сравнению с растениями за пределами полога. ^[18] Заметное увеличение производства кладодий и более высокие уровни основных питательных веществ, таких как влага, органические вещества и калий, подчеркивают благоприятное воздействие Prosopis на рост и питательные качества связанных видов растений. Кроме того, наблюдаемое смягчение повреждений от заморозков под пологом Prosopis подчеркивает его дополнительную защитную функцию, еще больше укрепляя его статус как полезного растения-кормушки в засушливых ландшафтах. ^{[ необходима цитата ]}

Бадано и др. использовали две гипотезы для изучения неинвазивности чужеродных видов с растениями-питомниками в этом районе. Они использовали гипотезу биотической устойчивости, согласно которой новый вид, который прибывает, с большей вероятностью найдет сильных конкурентов, которые будут препятствовать его успеху, поскольку число местных видов увеличивается, а локальное разнообразие действует как барьер для биологических вторжений, и гипотезу биотического принятия, которая описывается как основная сила, которая регулирует производительность и разнообразие местных и чужеродных видов, а также повышенную доступность ресурсов и гетерогенность среды обитания, связанную с увеличенной площадью поверхности. ^[19]

Ни одна из этих гипотез не рассматривала изменения суровых условий. ^[19] Эта суровость могла снизить конкуренцию в растительных сообществах и общую производительность растений. ^{[ необходима цитата ]}

В этом исследовании в качестве растения-няньки использовалась полевая мокрица, Cerastium arvense L. Для естественных сообществ наблюдалась положительная связь между C. arvense и обилием и разнообразием растительных сообществ, растущих внутри подушечных растений или подушек. ^[19] Подушечные растения — это растения, которые вырастают на несколько дюймов в высоту, три метра в диаметре и образуют компактный коврик из близко расположенных стеблей. В этом исследовании было обнаружено, что инвазивные виды росли под пологом растений-нянь, и что они обеспечивали защиту для этих видов. ^{[ необходима цитата ]}

По словам Бадано и др., «Это исследование показало, что на продуктивность инвазивного растения C. arvense положительно повлияло увеличение разнообразия местных видов в пределах участков местообитаний, созданных подушечным растением A. madreporica , в то время как эти связи были отрицательными или отсутствовали на окружающих открытых территориях». ^{[ необходима цитата ]}

Эти растения-кормилицы также помогают формированию сообществ муравьев. Они обеспечивают защиту и пищу для различных сообществ муравьев в пустыне Сонора. Четыре вида муравьев ( Camponotus atriceps , Pheidole sciophila и Pheidole titanis ) «были связаны с древесными местообитаниями, тогда как Pheidole sp. A был связан с открытыми территориями». ^[20]

В пустыне Сонора видов муравьев больше, чем в пустыне Мохаве , пустыне Чиуауа или лугах пустыни Чиуауа, и это связано с большим количеством осадков. ^[20] Когда количество осадков увеличивается, увеличивается и разнообразие муравьев. ^[20]

• Журнал медсестры