Обратная связь между растением и почвой

Обратная связь между растением и почвой — это процесс, в ходе которого растения изменяют биотические и абиотические свойства почвы , в которой они растут, что затем изменяет способность растений расти в этой почве в будущем. ^[1]^[2]

Отрицательная обратная связь растение-почва возникает, когда растения менее способны расти в почве, которая ранее была занята представителем того же вида, а положительная обратная связь растение-почва возникает, когда растения более способны расти в почве, которая ранее была занята представителем того же вида. ^[2] Хотя изначально предполагалось, что отрицательная обратная связь растение-почва была вызвана растениями, истощающими почву питательными веществами , недавние исследования показали, что основной причиной обратной связи растение-почва является накопление патогенов, передающихся через почву . ^[1] Мутуализм и аллелопатия также считаются причиной обратной связи растение-почва. Исследования показали, что в среднем обратная связь растение-почва имеет тенденцию быть отрицательной; ^[3] однако было много заметных исключений, таких как многие инвазивные виды. ^[4]

Отрицательная обратная связь между растением и почвой считается важным фактором, помогающим растениям сосуществовать . Если растение слишком многочисленно, то патогены почвы и другие негативные факторы станут обычным явлением, что повредит его росту. ^[2] Аналогично, если растение станет слишком редким, то также станут редкими его патогены почвы и другие негативные факторы, помогающие его росту. ^[2] Эта отрицательная обратная связь поможет популяциям оставаться в сообществе. Отрицательная обратная связь между растением и почвой была названа частным случаем гипотезы Джанзена-Коннелла . ^[5]

Измерение обратной связи между растением и почвой

Обратная связь между растением и почвой лучше всего измеряется с помощью коэффициента взаимодействия Бевера, I _s . ^[2] Это значение количественно определяет, насколько рост каждого растения ограничен его собственным почвенным сообществом по сравнению с тем, насколько он ограничивает другие. Это для сравнений двух видов. Чтобы измерить эту величину, необходимо измерить рост двух растений, как в почве, обусловленной членами их собственного вида ( G _x (home) для вида x ), так и в почве, обусловленной членами другого вида ( G _x (away) для вида растений x ). Затем коэффициент взаимодействия рассчитывается как

I_{s}=G_{x}({\mbox{home}})+G_{y}({\mbox{home}})-G_{x}({\mbox{away}})-G_{y}({\mbox{away}}).

Если I _s отрицателен, это означает, что оба вида хуже растут на своем участке по сравнению с почвой конкурента, и поэтому обратная связь между растением и почвой помогает этим видам сосуществовать. ^[2]

Ссылки

^ ab Bever, James D. (1 января 1994 г.). «Обратная связь между растениями и их почвенными сообществами в старом полевом сообществе». Ecology . 75 (7): 1965– 1977. Bibcode :1994Ecol...75.1965B. doi :10.2307/1941601. hdl : 1808/21341 . JSTOR 1941601.
^ abcdef Бевер, Джеймс Д.; Вестовер, Кристи М.; Антонович, Янис (октябрь 1997 г.). «Включение почвенного сообщества в динамику популяции растений: полезность подхода с обратной связью». Журнал экологии . 85 (5): 561. Bibcode : 1997JEcol..85..561B. doi : 10.2307/2960528. JSTOR 2960528.
^ Кулматиски, Эндрю; Бирд, Карен Х.; Стивенс, Джон Р.; Кобболд, Стефани М. (сентябрь 2008 г.). «Обратные связи между растениями и почвой: метааналитический обзор». Ecology Letters . 11 (9): 980–992 . Bibcode : 2008EcolL..11..980K. doi : 10.1111/j.1461-0248.2008.01209.x . PMID 18522641.
^ Клирономос, Джон Н. (2 мая 2002 г.). «Обратная связь с почвенной биотой способствует редкости и инвазивности растений в сообществах». Nature . 417 (6884): 67– 70. Bibcode :2002Natur.417...67K. doi :10.1038/417067a. PMID 11986666. S2CID 4317110.
^ Петерманн, Яна С.; Фергус, Александр Дж. Ф.; Тернбулл, Линдси А.; Шмид, Бернхард (сентябрь 2008 г.). «Эффекты Янзена-Коннелла широко распространены и достаточно сильны, чтобы поддерживать разнообразие в лугах» (PDF) . Экология . 89 (9): 2399– 2406. Bibcode : 2008Ecol...89.2399P. doi : 10.1890/07-2056.1. PMID 18831160.

[bever1994-1] Bever, James D. (1 января 1994 г.). «Обратная связь между растениями и их почвенными сообществами в старом полевом сообществе». Ecology . 75 (7): 1965– 1977. Bibcode :1994Ecol...75.1965B. doi :10.2307/1941601. hdl : 1808/21341 . JSTOR 1941601.

[bever_et_al_1997-2] Бевер, Джеймс Д.; Вестовер, Кристи М.; Антонович, Янис (октябрь 1997 г.). «Включение почвенного сообщества в динамику популяции растений: полезность подхода с обратной связью». Журнал экологии . 85 (5): 561. Bibcode : 1997JEcol..85..561B. doi : 10.2307/2960528. JSTOR 2960528.

[kulmatiski_et_al_2008-3] Кулматиски, Эндрю; Бирд, Карен Х.; Стивенс, Джон Р.; Кобболд, Стефани М. (сентябрь 2008 г.). «Обратные связи между растениями и почвой: метааналитический обзор». Ecology Letters . 11 (9): 980–992 . Bibcode : 2008EcolL..11..980K. doi : 10.1111/j.1461-0248.2008.01209.x . PMID 18522641.

[Klironomos2002-4] Клирономос, Джон Н. (2 мая 2002 г.). «Обратная связь с почвенной биотой способствует редкости и инвазивности растений в сообществах». Nature . 417 (6884): 67– 70. Bibcode :2002Natur.417...67K. doi :10.1038/417067a. PMID 11986666. S2CID 4317110.

[Petermann_et_al_2008-5] Петерманн, Яна С.; Фергус, Александр Дж. Ф.; Тернбулл, Линдси А.; Шмид, Бернхард (сентябрь 2008 г.). «Эффекты Янзена-Коннелла широко распространены и достаточно сильны, чтобы поддерживать разнообразие в лугах» (PDF) . Экология . 89 (9): 2399– 2406. Bibcode : 2008Ecol...89.2399P. doi : 10.1890/07-2056.1. PMID 18831160.