مدیریت کشاورزی بزرگ با تکیه بر تاریخچه تکنیک‌های تاریخی و نوآوری‌های معاصر

در داخل اکوسیستم‌های خشکی و آبی در مناطق معتدل، دمای بسیار زیاد (گرمای بزرگ) تحولات بیولوژیکی عمیقی را آغاز می‌کند که استقامت گونه‌ها را به چالش می‌کشد، در عین حال که فرآیندهای متابولیکی کلیدی را که برای تعاقب اکولوژیکی اساسی هستند، تسریع می‌کند. این دورهٔ خورشیدی محیط‌های حرارتی ایجاد می‌کند که در آن دماهای سطحی اغلب اوقات از آستانه‌های تحمل فیزیولوژیکی بسیاری از موجودات عبور می‌کند و واکنش‌های پیچیده رفتاری و تکاملی را در سراسر طبقه‌بندی‌های تاکسونومیکی فعال می‌کند. مسیرهای فتوسنتزی در طول دوره‌های نوری طولانی‌تر در زمان گرمای بزرگ با حداکثر بهره‌وری کار می‌کنند و نرخ تولید اولیه را به بالاترین مقدار سالانه می‌رسانند که پایهٔ انرژی‌زا برای کل زنجیره‌های غذایی را فراهم می‌کند. سطح درختان جنگل‌های پهن‌برگ در این مرحله به حداکثر چگالی زیست‌توده می‌رسد و ایجاد میکروکلیماهای لایه‌ای می‌کند که جوامع زیرین را از حداقل‌های خورشیدی حفظ می‌کنند و در عین حال رطوبت جوی را از طریق فرآیندهای تعرق-تعریق افزایش می‌دهند. راهروهای ساحلی در زمان گرمای بزرگ به مناطق مأوای حیاتی تبدیل می‌شوند، زیرا کاهش حجم آب‌ها تنوع زیستی آبزیان را متمرکز کرده و در عین حال رقابت شدید بین گونه‌ها را برای دسترسی به پناهگاه‌های حرارتی و منابع اکسیژن محلول در آب ایجاد می‌کند. جوامع میکروبی در خاک‌های گرم شده دینامیک‌های رشد انفجاری نشان می‌دهند و چرخه‌های تجزیه را تسریع می‌کنند که منجر به آزادسازی مواد معدنی به میزانی می‌شود که با نیازهای گیاهان در زمان حداکثر جذب هم‌خوانی دارد. زمان‌بندی حشرات به شکل قابل توجهی با گرمای بزرگ همگام می‌شود، به طوری که جمعیت‌های بندپایان به حداکثر مقدار فصلی خود می‌رسند و شکارچیان حشره‌خوار را پشتیبانی می‌کنند، در حالی که در عین حال فشارهای آلودگی را بر سیستم‌های کشاورزی افزایش می‌دهند. الگوهای فعالیت خزندگان و دوزیستان به سمت چرخه‌های شفقی و شبی تغییر می‌کند تا از دماهای کشنده روزانه اجتناب شود و این امر دینامیک‌های زمانی شکارچی-شکار را در سراسر اکوسیستم‌های تحت تأثیر تغییر می‌دهد. گونه‌های پرندگان از استراتژی‌های پیشرفتهٔ تنظیم دما از جمله تکان دادن گلو، تغییر وضعیت بدنی و انتخاب میکروزیستگاه استفاده می‌کنند تا در این دورهٔ چالش‌برانگیز تعادل دمایی را حفظ کنند. پستانداران بزرگ با استفاده از رفتارهایی مانند غلتیدن در گل، جستجوی سایه و محدود کردن فعالیت‌ها و همچنین سازگاری‌های فیزیولوژیکی مانند سیستم‌های گردش خون خاص، از بدن خود حرارت را دفع می‌کنند. محیط‌های دریایی در زمان گرمای بزرگ دچار لایه‌بندی حرارتی قابل توجهی می‌شوند که باعث کاهش اختلاط عمودی و ایجاد شرایط کم‌اکسیژن در لایه‌های عمیق‌تر می‌شود و این امر گونه‌های pelagic را مجبور به انقباض مناطق قابل سکونت خود می‌کند. سیستم‌های ریف‌های مرجانی در این دورهٔ خورشیدی به ویژه آسیب‌پذیر هستند، زیرا افزایش طولانی‌مدت دمای سطح دریا باعث بروز رویدادهای سفید شدن مخرب از طریق دفع zooxanthellae می‌شود. بیماری‌زاهای میکروبی در محیط‌های آبی گرم شده رشد می‌کنند و خطر انتقال بیماری را در میان گونه‌های مختلف افزایش می‌دهند. سابقه‌های فنولوژیکی نشان می‌دهند که گرمای بزرگ چرخه‌های تولیدمثلی بسیاری از گونه‌های گیاهی را تسریع می‌کند، به طوری که مراحل گلدهی و میوه‌دهی به منظور استفاده از شرایط مساعد قبل از تغییر فصل، فشرده می‌شوند. در نهایت، این دورهٔ خورشیدی به عنوان یک آزمون سالانه از استقامت اکوسیستم‌ها عمل می‌کند، جایی که مناطق گرمایی تنوع زیستی، ظرفیت سازگاری خود را از طریق پاسخ‌های قابل مشاهده در سطح فیزیولوژیکی، رفتاری و جوامعی به محیط‌های حرارتی شدید نشان می‌دهند.