โครงสร้างและความหลากหลายของชุมชนสิ่งมีชีวิต
ชุมชนสิ่งมีชีวิตมีความแตกต่างกันในจำนวนชนิดพันธุ์ที่ประกอบขึ้นและในการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดอย่างสม่ำเสมอเพียงใด การหาปริมาณความหลากหลายและองค์ประกอบของความหลากหลายนี้เป็นรากฐานของการเปรียบเทียบกลุ่มสิ่งมีชีวิต
Definition
โครงสร้างและความหลากหลายของชุมชนสิ่งมีชีวิตเกี่ยวข้องกับจำนวน ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ และการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ของชนิดพันธุ์ภายในและระหว่างชุมชน รวมถึงดัชนีและรูปแบบที่ใช้ในการหาปริมาณและเปรียบเทียบสิ่งเหล่านี้
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมการอธิบายและการวัดโครงสร้างของชุมชนสิ่งมีชีวิต: ความอุดมสมบูรณ์ของชนิดพันธุ์และความสม่ำเสมอของชนิดพันธุ์ การกระจายตัวของอันดับความอุดมสมบูรณ์ และดัชนีความหลากหลาย เช่น Shannon และ Simpson นอกจากนี้ยังกล่าวถึงการแบ่งความหลากหลายออกเป็นองค์ประกอบอัลฟา เบตา และแกมมา ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์กับพื้นที่ และรูปแบบความหลากหลายขนาดใหญ่ รวมถึงการไล่ระดับตามละติจูด พร้อมด้วยสมมติฐานที่เสนอเพื่ออธิบายปรากฏการณ์เหล่านี้
Core questions
- ความหลากหลายของชุมชนสิ่งมีชีวิตถูกวัดและเปรียบเทียบได้อย่างไร?
- ความอุดมสมบูรณ์และความสม่ำเสมอมีส่วนช่วยในความหลากหลายอย่างไร?
- ความหลากหลายถูกแบ่งออกเป็นองค์ประกอบอัลฟา เบตา และแกมมาได้อย่างไร?
- อะไรคือสิ่งที่อธิบายรูปแบบขนาดใหญ่ เช่น การไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูด?
Key theories
- ความหลากหลายอัลฟา เบตา และแกมมา
- ความหลากหลายสามารถแบ่งออกเป็นองค์ประกอบภายในพื้นที่ (อัลฟา) การเปลี่ยนแปลงระหว่างพื้นที่ (เบตา) และระดับภูมิภาค (แกมมา) ซึ่งช่วยให้สามารถวิเคราะห์และเปรียบเทียบขนาดเชิงพื้นที่ของความหลากหลายทางชีวภาพในภูมิทัศน์ต่างๆ ได้
- การกระจายตัวของชนิดพันธุ์-ความอุดมสมบูรณ์และดัชนี
- ชุมชนสิ่งมีชีวิตแสดงการกระจายตัวของความอุดมสมบูรณ์ในหมู่ชนิดพันธุ์ที่เป็นลักษณะเฉพาะ ซึ่งสรุปได้ด้วยดัชนีที่รวมความอุดมสมบูรณ์และความสม่ำเสมอเข้าด้วยกัน ดังนั้นชุมชนสองแห่งที่มีจำนวนชนิดพันธุ์เท่ากันอาจมีความแตกต่างกันอย่างมากในความหลากหลายที่วัดได้
Mechanisms
ดัชนีความหลากหลายเป็นการรวมจำนวนชนิดพันธุ์ (ความอุดมสมบูรณ์) เข้ากับความเท่าเทียมกันของความอุดมสมบูรณ์ของพวกมัน (ความสม่ำเสมอ) ดัชนี Shannon ให้น้ำหนักชนิดพันธุ์ตามข้อมูลในสัดส่วนความอุดมสมบูรณ์ของพวกมัน ในขณะที่ดัชนี Simpson สะท้อนถึงความน่าจะเป็นที่สิ่งมีชีวิตสองตัวที่สุ่มเลือกมาจะอยู่ในชนิดพันธุ์ที่แตกต่างกัน การแบ่งความหลากหลายทั้งหมด (แกมมา) ออกเป็นความหลากหลายในท้องถิ่น (อัลฟา) และการเปลี่ยนแปลงระหว่างพื้นที่ (เบตา) เผยให้เห็นว่าความอุดมสมบูรณ์ในระดับภูมิภาคเกิดจากชุมชนท้องถิ่นที่อุดมสมบูรณ์หรือจากการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ที่สูง
Clinical relevance
การวัดความหลากหลายเป็นพื้นฐานของการประเมินความหลากหลายทางชีวภาพ การติดตามสุขภาพของระบบนิเวศ การเปรียบเทียบความสำคัญของการอนุรักษ์ และการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพจากการรบกวนหรือการฟื้นฟู นี่คือบริบททางการศึกษา ไม่ใช่ข้อกำหนดในการจัดการ
History
นักธรรมชาติวิทยาในยุคแรกสังเกตว่าเขตร้อนมีชนิดพันธุ์มากกว่าเขตอบอุ่น Fisher, Preston และ MacArthur ได้สร้างแบบจำลองการกระจายตัวของชนิดพันธุ์-ความอุดมสมบูรณ์ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 Whittaker ได้กำหนดความหลากหลายอัลฟา เบตา และแกมมาอย่างเป็นทางการในปี 1972 และ Magurran ได้สังเคราะห์แนวปฏิบัติสมัยใหม่ของการวัดความหลากหลาย
Debates
- อะไรคือสาเหตุของการไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูด?
- เหตุใดความอุดมสมบูรณ์ของชนิดพันธุ์จึงเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรยังคงเป็นปริศนา โดยมีคำอธิบายที่แข่งขันกันซึ่งอ้างถึงพลังงานและผลผลิตที่มากขึ้น ระยะเวลาวิวัฒนาการที่ยาวนานขึ้น พื้นที่เขตร้อนที่ใหญ่ขึ้น และอัตราการกระจายตัวที่เร็วขึ้น
Key figures
- Robert Whittaker
- Robert MacArthur
- Edward O. Wilson
- Anne Magurran
Related topics
Seminal works
- magurran2004
- whittaker1972
- begon2006
Frequently asked questions
- ความแตกต่างระหว่างความอุดมสมบูรณ์และความหลากหลายคืออะไร?
- ความอุดมสมบูรณ์เป็นเพียงจำนวนชนิดพันธุ์ที่มีอยู่ ในขณะที่ดัชนีความหลากหลายยังคำนึงถึงความสม่ำเสมอ—ว่าสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีการกระจายตัวอย่างเท่าเทียมกันในหมู่ชนิดพันธุ์เหล่านั้นอย่างไร—ดังนั้นชุมชนที่ถูกครอบงำโดยชนิดพันธุ์เดียวจึงมีความหลากหลายน้อยกว่าชุมชนที่มีความสม่ำเสมอและมีความอุดมสมบูรณ์เท่ากัน
- ความหลากหลายเบตาคืออะไร?
- ความหลากหลายเบตาคือการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของชนิดพันธุ์จากพื้นที่หนึ่งหรือถิ่นที่อยู่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ความหลากหลายเบตาที่สูงหมายความว่าชุมชนมีความแตกต่างกันอย่างมากในเชิงพื้นที่ ซึ่งมีส่วนช่วยในความอุดมสมบูรณ์ในระดับภูมิภาค