Структура и разнообразие сообщества

Сообщества различаются по количеству содержащихся в них видов и равномерности распределения особей между ними; количественная оценка этого разнообразия и его компонентов является основой для сравнения сообществ.

Definition

Структура и разнообразие сообщества касаются количества, относительного обилия и пространственной изменчивости видов внутри и между сообществами, а также индексов и закономерностей, используемых для их количественной оценки и сравнения.

Scope

Эта тема охватывает описание и измерение структуры сообщества: видовое богатство и выравненность, распределения рангового обилия и индексы разнообразия, такие как Шеннон и Симпсон. Она рассматривает разделение разнообразия на альфа-, бета- и гамма-компоненты, взаимосвязи между видами и площадью, а также крупномасштабные закономерности разнообразия, включая широтный градиент, наряду с гипотезами, предложенными для их объяснения.

Core questions

• Как измеряется и сравнивается разнообразие сообщества?
• Как богатство и выравненность влияют на разнообразие?
• Как разнообразие разделяется на альфа-, бета- и гамма-компоненты?
• Что объясняет крупномасштабные закономерности, такие как широтный градиент разнообразия?

Key theories

Альфа-, бета- и гамма-разнообразие

Разнообразие может быть разделено на компоненты внутри участка (альфа), изменчивость между участками (бета) и региональные (гамма), что позволяет анализировать и сравнивать пространственное масштабирование биоразнообразия в разных ландшафтах.

Распределения обилия видов и индексы

Сообщества демонстрируют характерные распределения обилия среди видов, обобщенные индексами, которые объединяют богатство и выравненность, так что два сообщества с одинаковым количеством видов могут сильно различаться по измеренному разнообразию.

Mechanisms

Индексы разнообразия объединяют количество видов (богатство) с равномерностью их обилия (выравненность). Индекс Шеннона взвешивает виды по информации об их пропорциональном обилии, в то время как индекс Симпсона отражает вероятность того, что две случайно выбранные особи принадлежат к разным видам. Разделение общего (гамма) разнообразия на локальное (альфа) разнообразие и изменчивость между участками (бета) показывает, является ли региональное богатство результатом богатых местных сообществ или высокой пространственной дифференциации.

Clinical relevance

Измерение разнообразия лежит в основе оценки биоразнообразия, мониторинга здоровья экосистем, сравнения приоритетов сохранения и выявления биотических изменений в результате нарушений или восстановления. Это образовательный контекст, а не предписание по управлению.

History

Ранние натуралисты отмечали, что в тропиках обитает больше видов, чем в умеренных регионах. Фишер, Престон и Макартур моделировали распределения обилия видов в середине двадцатого века, Уиттекер формализовал альфа-, бета- и гамма-разнообразие в 1972 году, а Магурран обобщил современную практику измерения разнообразия.

Debates

Что вызывает широтный градиент разнообразия?

Причина увеличения видового богатства по направлению к экватору остается нерешенной, с конкурирующими объяснениями, ссылающимися на большую энергию и продуктивность, более длительное эволюционное время, большую площадь тропиков и более высокие темпы диверсификации.

Key figures

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

Seminal works

• magurran2004
• whittaker1972
• begon2006

Frequently asked questions

В чем разница между богатством и разнообразием?

Богатство — это просто количество присутствующих видов, тогда как индексы разнообразия также учитывают выравненность — насколько равномерно особи распределены между этими видами, — поэтому сообщество, в котором доминирует один вид, менее разнообразно, чем равномерное сообщество с тем же богатством.

Что такое бета-разнообразие?

Бета-разнообразие — это изменение видового состава от одного участка или среды обитания к другому; высокое бета-разнообразие означает, что сообщества сильно различаются в пространстве, способствуя региональному богатству.