Gemeinschaftsstruktur und Diversität

Gemeinschaften unterscheiden sich in der Anzahl der enthaltenen Arten und der Gleichmäßigkeit, mit der Individuen unter ihnen verteilt sind; die Quantifizierung dieser Diversität und ihrer Komponenten ist die Grundlage für den Vergleich von Artengemeinschaften.

Definition

Gemeinschaftsstruktur und Diversität betreffen die Anzahl, relative Häufigkeit und den räumlichen Wechsel von Arten innerhalb und zwischen Gemeinschaften sowie die Indizes und Muster, die zu ihrer Quantifizierung und ihrem Vergleich verwendet werden.

Scope

Dieses Thema behandelt die Beschreibung und Messung der Gemeinschaftsstruktur: Artenreichtum und Evenness, Rang-Abundanz-Verteilungen und Diversitätsindizes wie Shannon und Simpson. Es behandelt die Aufteilung der Diversität in Alpha-, Beta- und Gamma-Komponenten, Arten-Areal-Beziehungen und die großräumigen Diversitätsmuster einschließlich des Breitengradienten sowie die zur Erklärung vorgeschlagenen Hypothesen.

Core questions

• Wie wird die Diversität einer Gemeinschaft gemessen und verglichen?
• Wie tragen Reichtum und Evenness zur Diversität bei?
• Wie wird Diversität in Alpha-, Beta- und Gamma-Komponenten aufgeteilt?
• Was erklärt großräumige Muster wie den Breitengradienten der Diversität?

Key theories

Alpha-, Beta- und Gamma-Diversität

Diversität kann in standortinterne (Alpha), standortübergreifende (Beta) und regionale (Gamma) Komponenten aufgeteilt werden, wodurch die räumliche Skalierung der Biodiversität analysiert und über Landschaften hinweg verglichen werden kann.

Arten-Häufigkeits-Verteilungen und Indizes

Gemeinschaften zeigen charakteristische Häufigkeitsverteilungen unter den Arten, die durch Indizes zusammengefasst werden, die Reichtum und Evenness kombinieren, sodass zwei Gemeinschaften mit der gleichen Artenzahl sich stark in der gemessenen Diversität unterscheiden können.

Mechanisms

Diversitätsindizes kombinieren die Anzahl der Arten (Reichtum) mit der Gleichmäßigkeit ihrer Häufigkeiten (Evenness). Der Shannon-Index gewichtet Arten nach der Information in ihren proportionalen Häufigkeiten, während der Simpson-Index die Wahrscheinlichkeit widerspiegelt, dass zwei zufällig gezogene Individuen zu verschiedenen Arten gehören. Die Aufteilung der gesamten (Gamma-)Diversität in lokale (Alpha-)Diversität und den Wechsel zwischen Standorten (Beta) zeigt, ob der regionale Reichtum aus reichen lokalen Gemeinschaften oder aus einer hohen räumlichen Differenzierung resultiert.

Clinical relevance

Die Diversitätsmessung untermauert die Biodiversitätsbewertung, die Überwachung der Ökosystemgesundheit, den Vergleich von Schutzprioritäten und die Erkennung biotischer Veränderungen durch Störungen oder Wiederherstellung. Dies ist ein Bildungsinhalt, keine Managementvorschrift.

History

Frühe Naturforscher stellten fest, dass die Tropen mehr Arten beherbergen als gemäßigte Regionen. Fisher, Preston und MacArthur modellierten Mitte des 20. Jahrhunderts Arten-Häufigkeits-Verteilungen, Whittaker formalisierte 1972 die Alpha-, Beta- und Gamma-Diversität, und Magurran synthetisierte die moderne Praxis der Diversitätsmessung.

Debates

Was verursacht den Breitengradienten der Diversität?

Warum die Artenvielfalt zum Äquator hin zunimmt, ist noch ungelöst, wobei konkurrierende Erklärungen eine höhere Energie und Produktivität, eine längere evolutionäre Zeit, eine größere tropische Fläche und schnellere Diversifizierungsraten anführen.

Key figures

• Robert Whittaker
• Robert MacArthur
• Edward O. Wilson
• Anne Magurran

Seminal works

• magurran2004
• whittaker1972
• begon2006

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen Reichtum und Diversität?

Reichtum ist einfach die Anzahl der vorhandenen Arten, während Diversitätsindizes auch die Evenness berücksichtigen – wie gleichmäßig Individuen unter diesen Arten verteilt sind – sodass eine von einer Art dominierte Gemeinschaft weniger divers ist als eine gleichmäßigere mit dem gleichen Reichtum.

Was ist Beta-Diversität?

Beta-Diversität ist die Veränderung der Artenzusammensetzung von einem Standort oder Habitat zum anderen; eine hohe Beta-Diversität bedeutet, dass sich Gemeinschaften räumlich stark unterscheiden, was zur regionalen Artenvielfalt beiträgt.