تأثيرات الحواف

في علم البيئة ، تُعرف تأثيرات الحواف بأنها تغيرات في بنية التجمعات السكانية أو المجتمعات الحيوية التي تحدث عند حدود موطنين أو أكثر . [ ^{1 ] وتحدث} هذه التأثيرات نتيجة لاختلاف الظروف البيئية قرب حدود الموائل عن تلك الموجودة في المناطق الداخلية. ^{[ 2 ]} وتتعرض حدود الموائل لظروف مثل زيادة التعرض للرياح، والضوء، وتقلبات درجات الحرارة. وتُظهر المناطق ذات الأجزاء الصغيرة من الموائل تأثيرات حواف بارزة بشكل خاص، قد تمتد على امتداد نطاقها. ^{[ 3 ]} ومع ازدياد تأثيرات الحواف، يمكن للموئل الحدودي أن يدعم مستويات أعلى من التنوع البيولوجي مقارنةً بالنظم البيئية المجاورة ذات التجزئة المتزايدة للموائل، لأنها تُشكل مناطق انتقالية لتداخل الظروف البيئية. ^{[ 4 ]} وبهذه الطريقة، تستطيع الأنواع من كل من هذين النظامين البيئيين المنفصلين التعايش في نفس المنطقة العامة، إلى جانب الأنواع التي طورت تكيفات خاصة ببيئة الحواف.

تُمكّن الظروف البيئية أنواعًا مُعينة من النباتات والحيوانات من استيطان حدود الموائل . تميل النباتات التي تستوطن حواف الغابات إلى عدم تحمل الظل . ^{[ 5 ]} كما تميل هذه النباتات إلى تحمل الظروف الجافة ، مثل الشجيرات والمتسلقات . أما الحيوانات التي تستوطن ، فغالبًا ما تكون تلك التي تحتاج إلى موطنين أو أكثر، مثل الأيائل ذات الذيل الأبيض ، والأيائل البغلية، والأيائل ، والأرانب البرية ، والقيق الأزرق ، وأبو الحناء . ^{[ 6 ]} تنتقل بعض الحيوانات بين الموائل، بينما تقتصر الأنواع الطرفية (العامة) على الحواف. ^{[ 7 ]} تتميز الرقع الأكبر بتنوع بيولوجي أكبر للأنواع المحلية مقارنةً بالرقع الأصغر. ^{[ 8 ]} يؤثر عرض الرقعة أيضًا على التنوع: يجب أن تكون رقعة الحافة أكثر وضوحًا من مجرد حدود حادة لتطوير تدرجات في تأثيرات الحافة.

تستطيع الحيوانات التي تنتقل بين المجتمعات أن تُنشئ ممرات تنقل على طول الحدود، مما يزيد بدوره من كمية الضوء التي تصل إلى النباتات على طول هذه الممرات، ويعزز الإنتاج الأولي . ومع زيادة كمية الضوء التي تصل إلى النباتات، يزداد عددها وحجمها. ويمكن أن يؤدي ازدياد الإنتاج الأولي إلى زيادة أعداد الحشرات العاشبة ، تليها الطيور التي تعشش، وهكذا دواليك في المستويات الغذائية .

في حالة الحدود الواسعة و/أو الكثيفة، قد تنحصر بعض الأنواع في جانب واحد من الحدود رغم قدرتها على العيش في الجانب الآخر. أحيانًا، تؤدي تأثيرات الحواف إلى ظروف لا حيوية وحيوية تُقلل من التنوع الطبيعي وتُهدد النظام البيئي الأصلي. ^{[ 9 ]} تشير التأثيرات اللا حيوية إلى التغيرات في الظروف البيئية غير الحية على الحواف، بينما تشير التأثيرات الحيوية إلى التغيرات في الكائنات الحية وتفاعلاتها. من أمثلة التأثيرات اللا حيوية على الحواف ارتفاع درجة الحرارة والرياح، بينما من أمثلة التأثيرات الحيوية زيادة الافتراس والمنافسة. كما تُلاحظ تأثيرات ضارة على الحواف في الظروف الفيزيائية والكيميائية للأنواع الحدودية. على سبيل المثال، قد يتسرب السماد من حقل زراعي إلى غابة مجاورة ويُلوث موطنها. ^{[ 10 ]} يمكن تلخيص العوامل الثلاثة المؤثرة على الحواف فيما يلي:

• التأثير غير الحيوي - التغيرات في الظروف البيئية الناتجة عن القرب من بيئة ذات بنية مختلفة
• التأثيرات البيولوجية المباشرة - التغيرات في وفرة الأنواع وتوزيعها الناتجة مباشرة عن الظروف الفيزيائية بالقرب من الحافة
• التأثيرات البيولوجية غير المباشرة التي تنطوي على تغييرات في تفاعلات الأنواع مثل الافتراس ، ^{[ 11 ]} التطفل على الحضنة ، والمنافسة ، والتغذية على الأعشاب ، والتلقيح الحيوي وانتشار البذور ^{[ 12 ]}

ستؤثر تأثيرات الحواف على سلوك الحيوانات واستقرار النظم البيئية بمرور الوقت. قد تكون بيئة الحواف مناسبة لبعض الأنواع، بينما قد تعاني أنواع أخرى من زيادة خطر الافتراس والمنافسة. ^{[ 2 ]} يؤدي هذا إلى تغيير في تكوين الأنواع، حيث تصبح الأنواع الأكثر تنافسية ( العامة ) أكثر شيوعًا من تلك التي تتطلب بيئة متخصصة ( المتخصصة ). ^{[ 4 ]} بالإضافة إلى ذلك، تتأثر موائل الحواف بزيادة التباين البيئي، مما يضيف ضغوطًا إضافية على التنوع البيولوجي في المنطقة. ^{[ 3 ]} تزيد ممارسات التحضر والزراعة من عدد حواف الموائل الناتجة عن التجزئة. ^{[ 13 ]} لذلك، قد تفقد المناطق ذات الحواف الكثيرة تنوعها وتتعطل عملياتها البيئية . لذا، يُعد فهم الآليات الكامنة وراء ذلك أمرًا بالغ الأهمية لوضع استراتيجية للحفاظ على البيئة ، للمساعدة في الحد من الجوانب السلبية لتأثيرات الحواف والحفاظ على الموائل الطبيعية.

يتأثر تباين تأثيرات الحواف بعوامل عديدة، منها الظروف البيئية والأنشطة البشرية وتكوين النظم البيئية. ونتيجةً لذلك، يتباين مدى تأثير هذه التأثيرات على تفاعلات الأنواع وتوزيع الموارد. ولذا، عرّف علماء البيئة أنواعًا مختلفة من تأثيرات الحواف لوصف السمات المتباينة لحواف الموائل أو المناطق الانتقالية. ^{[ 14 ]}

• الخصائص الطبيعية – تعمل السمات الطبيعية على تثبيت موقع الحدود.
• إن الاضطرابات الطبيعية العابرة ( مثل الحرائق أو الفيضانات) أو الأنشطة البشرية ذات الصلة، تُخضع الحدود لتغيرات متتابعة بمرور الوقت.
• ضيق - ينتهي موطن بيئي فجأة ويبدأ آخر (على سبيل المثال، حقل زراعي).
• منطقة انتقالية واسعة ( منطقة انتقالية بيئية ) - تفصل مسافة كبيرة بين حدود موطنين محددين بوضوح ودقة بناءً على ظروفهما الفيزيائية ونباتاتهما، وتوجد بينهما منطقة انتقالية كبيرة.
• ملتوية - الحدود غير منتظمة أو غير خطية الشكل.
• مثقوبة - تحتوي الحدود على فجوات تؤوي موائل أخرى.

يمكن أن يؤدي الارتفاع أيضًا إلى إنشاء حدود بين الرقع. ^{[ 15 ]}

يؤدي التوسع الحضري إلى تجزئة البشر للمناظر الطبيعية بشكل مستمر، مما يُفاقم تأثيرات الحواف. وقد أثبتت هذه التغيرات في بيئة المناظر الطبيعية وجود عواقب بيئية وخيمة. ^{[ 13 ]} وقد لوحظ أن الأنواع العامة ، وخاصة الأنواع الغازية ، تستفيد من هذا التغير في المناظر الطبيعية، بينما تعاني الأنواع المتخصصة. ^{[ 16 ]} على سبيل المثال، يتناقص التنوع الألفا للطيور غير القادرة على تحمل تأثيرات الحواف في غابة لاكاندونا المطيرة بالمكسيك، مع ازدياد تأثيرات الحواف. ^{[ 17 ]}

تؤثر تأثيرات الحواف أيضًا على التعاقب البيئي ، إذ تؤثر على كيفية انتشار الغطاء النباتي بمرور الوقت. ^{[ 18 ]} تتكيف أنواع مختلفة إما مع حواف الموائل أو مع أجزائها المركزية، مما ينتج عنه توزيع متنوع. كما تختلف الحواف باختلاف اتجاهها: فالحواف الشمالية أو الجنوبية تتلقى كمية أقل أو أكثر من أشعة الشمس مقارنةً بالجانب المقابل (بحسب نصف الكرة الأرضية وتضاريس الأرض المحدبة أو المقعرة). ^{[ 19 ]} ويمكن لعوامل أخرى، مثل شدة الضوء وتكوين التربة ومدة فترات النمو، أن تؤثر على تكوين الغطاء النباتي وبنيته، مما يؤدي إلى ظهور مناطق ذات تأثير حواف أكبر. ^{[ 20 ]}

تُؤدي الأنشطة البشرية، مثل شق الطرق وقطع الأشجار والتوسع العمراني، إلى تجزئة الموائل الطبيعية، مُحدثةً حوافًا بيئية. ^{[ 21 ]} غالبًا ما تكون هذه التغييرات ضارةً بحجم الموائل الطبيعية وبأنواع الكائنات الحية. ومن أمثلة التأثيرات البشرية ما يلي:

• إدخال الأنواع الغازية / الغريبة
• زراعة
• زيادة حدة الحرائق وتواترها
• الحيوانات الأليفة (الرفيقة) التي تعمل كمفترسة ومنافسة
• المسارات
• التلوث ، التعرية
• فقدان مواطن البحث عن الطعام
• تجزئة الموائل
• إزالة الغابات واستخدام الأراضي

عندما تفصل الحواف أي نظام بيئي طبيعي ، وتكون المنطقة خارج الحدود نظامًا مضطربًا أو غير طبيعي، فقد يتأثر النظام البيئي الطبيعي بشدة لمسافة معينة من الحافة. ​​في عام 1971، كتب أودوم: "يُعرف ميل التنوع والاختلاف المتزايد عند نقاط التقاء المجتمعات بتأثير الحافة ... ومن المعروف أن كثافة الطيور المغردة أكبر في العقارات والحرم الجامعية وما شابهها... مقارنةً بمساحات الغابات المتجانسة". ^{[ 22 ]} في غابة قُطعت فيها الأرض المجاورة، مما أدى إلى إنشاء حدود مفتوحة/غابة، يتغلغل ضوء الشمس والرياح بدرجة أكبر بكثير، مما يُجفف باطن الغابة بالقرب من الحافة ويشجع نمو الأنواع الانتهازية هناك. تتغير درجة حرارة الهواء، ونقص ضغط البخار ، ورطوبة التربة ، وشدة الضوء ، ومستويات الإشعاع النشط ضوئيًا (PAR) عند الحواف. ^{[ 23 ]}

تُعرف ظاهرة زيادة تنوع النباتات والحيوانات عند نقطة التقاء المجتمعات ( المنطقة الانتقالية ) أيضًا باسم تأثير الحافة، وهي في الأساس ناتجة عن نطاق أوسع محليًا من الظروف البيئية المناسبة أو المنافذ البيئية.

تشير التأثيرات الحافية في المقايسات البيولوجية إلى القطع الأثرية في البيانات الناتجة عن موضع الآبار على لوحة الفحص بدلاً من التأثير البيولوجي ^{[ 29 ].}

تُعرف ظاهرة تأثير الحافة في المجهر الإلكتروني الماسح بأنها زيادة عدد الإلكترونات الثانوية و/أو المتناثرة عكسيًا التي تفلت من العينة وتصل إلى الكاشف عند الحافة مقارنةً بالسطح. يمتد حجم التفاعل إلى ما هو أبعد من السطح، لكن الإلكترونات الثانوية لا تستطيع الإفلات إلا بالقرب من السطح (عادةً حوالي 10  نانومتر، مع العلم أن هذا يعتمد على المادة). مع ذلك، عندما يصطدم شعاع الإلكترونات بمنطقة قريبة من الحافة، قد تتمكن الإلكترونات المتولدة أسفل نقطة الاصطدام القريبة من الحافة، ولكنها تقع أسفل السطح بكثير، من الإفلات عبر السطح العمودي. ^{[ 30 ]}

• منطقة انتقالية
• تجزئة الموائل
• علم بيئة المناظر الطبيعية
• الأنواع الرعوية
• علم البيئة المكانية
• حافة الغابة
• إزالة الغابات