การไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูดและเชิงพื้นที่
รูปแบบทางภูมิศาสตร์ขนาดใหญ่ของความหลากหลายทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเพิ่มขึ้นของความหลากหลายของชนิดพันธุ์จากขั้วโลกไปยังเขตร้อน และคำอธิบายที่เสนอสำหรับรูปแบบเหล่านั้น
Definition
การไล่ระดับความหลากหลายคือการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นระบบของจำนวนหรือองค์ประกอบของชนิดพันธุ์ตามแกนทางภูมิศาสตร์หรือสิ่งแวดล้อม ซึ่งเห็นได้ชัดที่สุดคือการเพิ่มขึ้นของความหลากหลายจากละติจูดสูงไปยังเส้นศูนย์สูตร แต่ยังรวมถึงการไล่ระดับตามความสูง พื้นที่ และความพร้อมของพลังงาน
Scope
ครอบคลุมรูปแบบมาโครเชิงนิเวศวิทยาในการกระจายตัวของความหลากหลายทางชีวภาพ: การไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูด, การไล่ระดับความสูงและความลึก, ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์กับพื้นที่, และการไล่ระดับตามผลิตภาพและสภาพภูมิอากาศ รวมถึงสมมติฐานชั้นนำสำหรับรูปแบบเหล่านี้และนัยยะในการอนุรักษ์ ไม่รวมการคำนวณดัชนี (หัวข้อที่เกี่ยวข้อง) และกลไกของการรวมกลุ่มของชุมชนท้องถิ่น (ซึ่งกล่าวถึงในนิเวศวิทยา).
Core questions
- เหตุใดเขตร้อนจึงมีความหลากหลายของชนิดพันธุ์มากกว่าเขตหนาวและเขตขั้วโลกมาก?
- ความหลากหลายของชนิดพันธุ์แปรผันตามพื้นที่อย่างไร?
- สภาพภูมิอากาศ พลังงาน และเวลาทางวิวัฒนาการมีบทบาทอย่างไรในการกำหนดความหลากหลาย?
- รูปแบบเหล่านี้ชี้นำการกระจุกตัวของความพยายามในการอนุรักษ์ได้อย่างไร?
Key concepts
- การไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูด
- ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์กับพื้นที่
- สมมติฐานพลังงาน-ความหลากหลาย
- การไล่ระดับความสูงและระดับความลึกของน้ำ
- การเป็นพืชเฉพาะถิ่นและขนาดของถิ่นที่อยู่
- สมมติฐานเวลาทางวิวัฒนาการ
Key theories
- สมมติฐานการไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูด
- การลดลงของความหลากหลายจากขั้วโลกไปยังเขตร้อนได้ถูกอธิบายว่าเกิดจากพลังงานแสงอาทิตย์และผลิตภาพที่สูงขึ้น ความเสถียรของสภาพภูมิอากาศ พื้นที่เขตร้อนที่กว้างใหญ่กว่า และเวลาทางวิวัฒนาการที่ยาวนานขึ้นสำหรับการเกิดความหลากหลาย คำอธิบายเหล่านี้เป็นส่วนเสริมซึ่งกันและกันมากกว่าที่จะเป็นสิ่งที่ขัดแย้งกัน
- ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์กับพื้นที่
- จำนวนชนิดพันธุ์เพิ่มขึ้นตามพื้นที่ที่สำรวจในลักษณะที่คาดการณ์ได้ ซึ่งโดยทั่วไปเป็นไปตามกฎกำลัง (power-law) ความสม่ำเสมอนี้มีรากฐานมาจากชีวภูมิศาสตร์ของเกาะ ซึ่งเป็นพื้นฐานทั้งสำหรับการประมาณความหลากหลายและการคาดการณ์การสูญพันธุ์จากการสูญเสียถิ่นที่อยู่
Clinical relevance
เนื่องจากความหลากหลายทางชีวภาพกระจุกตัวอยู่ในเขตร้อนและแปรผันตามพื้นที่ รูปแบบเหล่านี้จึงอธิบายว่าเหตุใดการสูญเสียถิ่นที่อยู่เขตร้อนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง และเหตุใดขนาดของพื้นที่อนุรักษ์จึงมีความสำคัญ ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์กับพื้นที่ยังเป็นพื้นฐานสำหรับการประมาณจำนวนชนิดพันธุ์ที่กำลังจะสูญพันธุ์เมื่อพื้นที่ถิ่นที่อยู่ลดลง
History
นักธรรมชาติวิทยาตั้งแต่ฮุมโบลต์และวอลเลซเป็นต้นมาได้สังเกตเห็นความหลากหลายที่โดดเด่นของเขตร้อน ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์กับพื้นที่ได้รับการกำหนดอย่างเป็นทางการในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 และได้รับรากฐานทางทฤษฎีจากการศึกษาชีวภูมิศาสตร์ของเกาะโดยแมคอาร์เธอร์และวิลสันในปี 1967 สาเหตุของการไล่ระดับตามละติจูดได้มีการถกเถียงกันตั้งแต่นั้นมา โดยมีสมมติฐานที่แข่งขันกันหลายสิบรายการที่ถูกจัดหมวดหมู่ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20
Debates
- อะไรคือสาเหตุของการไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูด?
- พลังงานและผลิตภาพ ความเสถียรของสภาพภูมิอากาศ พื้นที่ และเวลาทางวิวัฒนาการ ล้วนถูกเสนอเป็นสาเหตุ การแยกแยะการมีส่วนร่วมสัมพัทธ์ของปัจจัยเหล่านี้เป็นเรื่องยาก เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้แปรผันร่วมกันตามละติจูด และยังไม่มีคำอธิบายใดที่ได้รับการยอมรับเป็นเอกฉันท์
Key figures
- Alfred Russel Wallace
- Robert H. MacArthur
- Edward O. Wilson
- Klaus Rohde
Related topics
Seminal works
- primack2014
- groom2006
- pimm2014
Frequently asked questions
- เหตุใดจึงมีชนิดพันธุ์จำนวนมากใกล้เส้นศูนย์สูตร?
- ไม่มีสาเหตุเดียวที่ตกลงกันได้ คำอธิบายชั้นนำได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์และผลิตภาพพืชที่สูงขึ้น สภาพภูมิอากาศที่เสถียรมากขึ้น พื้นที่ขนาดใหญ่ของชีวนิเวศเขตร้อน และเวลาที่สายวิวัฒนาการเขตร้อนมีในการเกิดความหลากหลายที่ยาวนานขึ้น ปัจจัยเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะทำงานร่วมกัน
- ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์กับพื้นที่คืออะไร?
- เป็นรูปแบบที่สอดคล้องกันซึ่งพื้นที่ขนาดใหญ่กว่าจะมีชนิดพันธุ์มากกว่า โดยปกติจะตามกฎกำลัง (power law) ช่วยในการประมาณความหลากหลายทั้งหมดและคาดการณ์ว่าอาจมีชนิดพันธุ์จำนวนเท่าใดที่สูญหายไปเมื่อพื้นที่ถิ่นที่อยู่ลดลง