Extreme thermal heterogeneity in structurally complex tropical rain forests

作者:Scheffers Brett R*; Edwards David P*; Macdonald Stewart L; Senior Rebecca A; Andriamahohatra Lydou R; Roslan Nadiah; Rogers Andrew M; Haugaasen Torbjorn; Wright Patricia; Williams Stephen E
来源:Biotropica, 2017, 49(1): 35-44.
DOI:10.1111/btp.12355

摘要

Most terrestrial species on Earth are ectothermic and track temperature at small spatial scales, from sun flecks to cool shaded spots. Current assessments of thermal heterogeneity in complex environments are predominately characterized by ambient temperature. This omission of solar radiation may lead to inaccurate conclusions regarding thermoregulation and distribution of species. We use thermal cameras to gather data on temperature heterogeneity in structurally complex rain forest environments. Using thermographic photographs, we capture the multidimensionality of climate created by vegetation by collecting over 76,000 temperature samples within approximately 1m(2) quadrats. The method was tested against three standard methods that record air temperature to determine possible omissions in capturing thermal heterogeneity in four geographic locationsColombia, Borneo, Madagascar, and Australia. Across all locations, there was greater thermal heterogeneity in surface temperature than captured from ambient temperature technologies. Spatial variability in surface temperature on 1d was greater than temporal variability of ambient temperature across the entire month, with extreme deviation from ambient temperatures. Importantly, when compared to the lower bounds for optimal performance for five tropical Anolis species, this technology captured thermal regimes that support the thermoregulatory needs of these species, whereas ambient air temperature methods suggested that these species would be in thermal debt. Sampling surface temperature at high resolutions across space in combination with intensive sampling of ambient temperature and informed spatial modeling should improve our understanding of the distribution of ectothermic species living within thermally heterogeneous environments. Resume Sur Terre, la plupart des especes terrestres sont ectothermiques et traquent la temperature dans une petite echelle spatiale, depuis les spots de soleil jusqu'aux frais spots ombreux. Les evaluations courantes a propos de l'heterogeneite thermique dans les environnements complexes sont caracterisees principalement par la temperature ambiante. Cette omission de la radiation solaire pourrait conduire a des conclusions inexactes concernant la thermoregulation et la distribution des especes. Nous utilisons des cameras thermiques en vue d'accumuler des donnees sur l'heterogeneite de la temperature dans un environnement structurellement complexe de la foret humide. En utilisant des photos thermographiques, nous capturons la multi dimensionnalite du climat cree par la vegetation en collectant plus de 76.000 echantillons de photos avec approximativement 1m(2) quadrats. La methode a ete testee contre trois methodes standards qui enregistrent la temperature de l'air afin de determiner les omissions possibles de capture de l'heterogeneite thermique dans quatre sites__ Colombie, Borneo, Madagascar et Australie. A travers tous ces sites, il y a une plus grande heterogeneite thermique sur la temperature de la surface que ceux captures par les technologies de temperature ambiante. La variabilite spatiale sur la temperature de la surface en un jour fut plus grande que la variabilite temporelle de la temperature ambiante tout au long du mois avec une extreme deviation venant des temperatures ambiantes. Plus important encore, quand ceci est compare a la plus basse limite de la performance optimale de cinq especes d'Anolis tropicaux, cette technologie captura des regimes thermaux qui supportent les besoins thermoregulateurs de ces especes tandis que la methode de la temperature de l'air ambiante suggere que ces especes devraient soumise a une dette thermique. La collecte de la temperature de la surface a haute resolution a travers l'espace combine avec la collecte intensive de la temperature ambiante dans le temps et la modelisation spatiale informee devrait ameliorer notre comprehension sur la distribution des especes ectothermiques vivant dans un environnement thermiquement heterogene. Famintinana Ny anakamaroan'ny karazam-biby eto an-tany dia mampifanaraka ny hafanan'ny vatany amin'ny mari-pana ivelany ka mitrandraka mari-pana ao anaty mari-drefin'habaka kely, izany dia manomboka amin'ny faritra midanika andro ka hatramin'ny faritra maloka mangatsiaka. Ireo fanombanana mahazatra mahakasika ny fahasamihafan'ny mari-pana any amin'ireo tontolo iainana marososona dia mazana faritana amin'ny alalan'ny mari-pana manondidina. Izany fanadinoana ny tara-pahazavan'ny masoandro izany dia mety hitarika amina tsoa-kevitra diso mahakasika ny fampifandanjan-kafana sy ny fizarazaran'ny karazana. Izahay dia mampiasa fakan-tsary mpandray mari-pana mba hanangonana rehana fototra mahakasika ny fahasamihafan'ny mari-pana ao anaty tontolo iainana ara-damin-drafitra marososon'ny ala mando. Amin'ny alalan'ny fampiasana sary mpandray mari-pana dia angoninay ny faha marorefin'ny toetr'andro izay foronin'ny zava-maniry eo an-toerana amin'ny alalan'ny fanangonana santionan-tsary mihoatra ny 76.000 izay samy 1m(2) efa-mira. Izany lamin'asa izany dia nandramana mitaha amin'ny lamin'asa tapiny telo izay mitahiry ny mari-panan'ny rivotra mba ahafahana mamaritra ireo fanadinoana mety hisy amin'ny fahazoana ny fahasamihafan'ny mari-pana amin'ny faritra efatraKolombia, Borneo, Madagasikara ary Aostralia. Manerana ireo faritra efatra ireo dia ahitana fahasamihafana lehibe ny mari-pana amin'ny tany noho ireo izay nalaina tamin'ny alalan'ny teknolojian'ny mari-pana manondidina. Ny fiovaovan'ny mari-panan'ny tany araka ny habaka ao anaty andro iray dia lehibe lavitra noho ny fiovaovan'ny mari-pana manondidina araka ny fotoana mandritra ny volana sady miampy fiviliana mankadirin'ny mari-pana manondidina. Inty koa aza mbola zava-dehibe, rehefa ampitahana amin'ny fetra farany ambany indrindra amin'ny asa-kerim-po ambony indrindran'ny karazana Anolis an'ny faritry ny zanapehintany dimy izany dia mandray fitsipi-mari-pana izay manohana ny filana ara-pampifandanjan-kafan'izany karazana izany io teknolojia io anefa ny lamin'asan'ny mari-pana manondidina dia maneho fa tokony ho tafiditra anaty trosa ara-mari-pana ireo karazana ireo. Ny fanangonana ny mari-panan'ny tany ara-panjariana ambony manerana ny habaka izay ampiarahana amin'ny fanangonana ezahina mafy dia mafy ny mari-pana manondidina araka ny fotoana ary ny famolavolana voafotopototra tsara ny habaka dia tokony hanampy amin'ny fahatakarantsika ny fizarazaran'ireo karazana izay mampifanaraka ny hafanan'ny vatany amin'ny mari-pana ivelany izay miaina anaty tontolo iainana maro karazana ara-mari-pana.

  • 出版日期2017-1
  • 单位CSIRO