Các Mô hình và Đo lường Đa dạng Sinh học
Đa dạng sinh học được định nghĩa, định lượng và lập bản đồ như thế nào trên các gen, loài và hệ sinh thái — và tại sao nó lại phân bố không đồng đều trên hành tinh.
Definition
Đa dạng sinh học là sự đa dạng của sự sống ở tất cả các cấp độ tổ chức, thông thường được phân chia thành đa dạng di truyền trong loài, đa dạng loài trong quần xã, và đa dạng hệ sinh thái (hoặc quần xã) trên các cảnh quan. Việc đo lường nó kết hợp số lượng các đơn vị phân loại (độ phong phú), sự đồng đều về số lượng của chúng, và ngày càng tăng sự khác biệt về phát sinh loài và chức năng của chúng.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm các nền tảng khái niệm và định lượng của khoa học đa dạng sinh học: ba cấp độ đa dạng cổ điển (di truyền, loài và hệ sinh thái), các chỉ số được sử dụng để đo lường chúng, và các mô hình địa lý quy mô lớn mà chúng hình thành. Nó bao gồm ước tính độ phong phú loài và các chỉ số đa dạng, phân chia alpha/beta/gamma, gradient đa dạng theo vĩ độ và các mô hình không gian khác, việc xác định các điểm nóng và trung tâm đặc hữu, cũng như các chỉ số và khung giám sát được sử dụng để theo dõi sự thay đổi đa dạng sinh học theo thời gian. Nó không bao gồm các quá trình sinh thái cơ bản tạo ra cấu trúc quần xã (được xử lý trong sinh thái học) và các yếu tố thúc đẩy mất đa dạng sinh học (được xử lý trong các mối đe dọa đối với đa dạng sinh học).
Sub-topics
Core questions
- Có bao nhiêu loài tồn tại, và bao nhiêu loài vẫn chưa được mô tả?
- Những chỉ số nào thể hiện tốt nhất sự đa dạng ở cấp độ di truyền, loài và hệ sinh thái?
- Tại sao sự phong phú loài đạt đỉnh ở vùng nhiệt đới và giảm dần về phía cực?
- Những khu vực giàu loài nhất và bị đe dọa nhất tập trung ở đâu?
- Làm thế nào để phát hiện và giám sát sự thay đổi đa dạng sinh học một cách đáng tin cậy theo thời gian?
Key concepts
- Độ phong phú loài và sự đồng đều loài
- Các chỉ số đa dạng (Shannon, Simpson)
- Đa dạng alpha, beta và gamma
- Tính đặc hữu và các loài có phạm vi phân bố hạn chế
- Đa dạng phát sinh loài và chức năng
- Mối quan hệ loài-diện tích
- Các chỉ số đa dạng sinh học và các biến đa dạng sinh học thiết yếu
Key theories
- Các cấp độ đa dạng sinh học
- Đa dạng sinh học được tổ chức theo thứ bậc thành đa dạng di truyền, loài và hệ sinh thái; bảo tồn đòi hỏi sự chú ý đến cả ba vì chúng nắm bắt các khía cạnh bổ sung của sự biến đổi sinh học.
- Đa dạng alpha, beta và gamma
- Sự phân chia của Whittaker phân biệt đa dạng cục bộ (alpha), sự thay đổi giữa các địa điểm (beta), và tổng đa dạng khu vực (gamma), cung cấp một khung rõ ràng về quy mô để so sánh các quần xã.
- Các điểm nóng đa dạng sinh học
- Một số ít khu vực kết hợp tính đặc hữu đặc biệt với sự mất môi trường sống nghiêm trọng; tập trung nỗ lực bảo tồn vào các điểm nóng này có thể bảo vệ một phần không cân xứng các loài trên mỗi đơn vị diện tích.
Clinical relevance
Đo lường là nền tảng của mọi quyết định bảo tồn: ước tính số lượng loài tồn tại và nơi chúng tập trung sẽ xác định nơi ưu tiên bảo vệ, cách thiết kế khu bảo tồn, và liệu các mục tiêu quốc tế có đang được đáp ứng hay không. Các phân tích điểm nóng đã trực tiếp định hình việc phân bổ tài trợ toàn cầu, và các chỉ số tiêu chuẩn hóa là cơ sở để báo cáo theo các thỏa thuận như Công ước về Đa dạng Sinh học.
History
Khái niệm hiện đại về đa dạng sinh học đã được hình thành rõ ràng vào những năm 1980, với thuật ngữ này trở nên phổ biến xung quanh Diễn đàn Quốc gia về Đa dạng Sinh học năm 1986 và các bài viết sau đó của E. O. Wilson. Các nền tảng định lượng đã có từ trước: các chỉ số đa dạng được mượn từ lý thuyết thông tin vào giữa thế kỷ XX, mối quan hệ loài-diện tích từ địa lý sinh vật đảo, và lập bản đồ điểm nóng toàn cầu từ công trình của Myers vào cuối những năm 1980 và 1990.
Debates
- Có bao nhiêu loài tồn tại trên Trái Đất?
- Ước tính về sự phong phú loài toàn cầu dao động trong một bậc độ lớn vì hầu hết các đơn vị phân loại, đặc biệt là côn trùng, vi sinh vật và sự sống dưới biển sâu, vẫn chưa được mô tả; các phương pháp ngoại suy và giả định về tỷ lệ phát hiện khác nhau rất nhiều.
- Đơn vị đo lường đa dạng nào nên hướng dẫn bảo tồn?
- Việc ưu tiên theo độ phong phú loài, tính đặc hữu, sự khác biệt phát sinh loài, hoặc đa dạng chức năng có thể chỉ ra các khu vực khác nhau, và không có sự đồng thuận về một chỉ số tốt nhất duy nhất.
Key figures
- Robert H. Whittaker
- Edward O. Wilson
- Norman Myers
- Stuart Pimm
Related topics
Seminal works
- myers2000
- pimm2014
- primack2014
Frequently asked questions
- Ba cấp độ đa dạng sinh học là gì?
- Đa dạng di truyền (sự biến đổi trong và giữa các quần thể của một loài), đa dạng loài (sự đa dạng của các loài trong một quần xã hoặc khu vực), và đa dạng hệ sinh thái (sự đa dạng của các môi trường sống, quần xã và các quá trình sinh thái).
- Sự khác biệt giữa độ phong phú loài và đa dạng là gì?
- Độ phong phú chỉ đơn giản là số lượng loài hiện có. Các chỉ số đa dạng như Shannon và Simpson kết hợp độ phong phú với sự đồng đều — mức độ phong phú tương đương của các loài — do đó hai quần xã có cùng độ phong phú có thể khác nhau về đa dạng.
- Điểm nóng đa dạng sinh học là gì?
- Một khu vực có nồng độ đặc hữu loài đặc biệt cao và đã mất một phần lớn môi trường sống ban đầu của nó. Các điểm nóng được sử dụng để tập trung các nguồn lực bảo tồn hạn chế vào nơi chúng có thể bảo vệ nhiều loài nhất đang gặp rủi ro lớn nhất.