Отношения вид-ареал

Соотношение видов и территорий для сопредельного местообитания

Отношения вид -площадь или кривая вид-площадь описывает взаимосвязь между площадью среды обитания или частью среды обитания и количеством видов , обитающих на этой территории. На более крупных территориях, как правило, обитает большее количество видов, и эмпирически кажется, что относительная численность подчиняется систематическим математическим соотношениям. Отношения вид-ареал обычно строятся для одного типа организмов, например для всех сосудистых растений или всех видов определенного трофического уровня в пределах определенного участка. Его редко, если вообще когда-либо, составляют для всех типов организмов, хотя бы просто из-за огромных требований к данным. Она связана, но не идентична кривой открытия видов .

Экологи предложили широкий спектр факторов, определяющих наклон и высоту соотношения видов и ареалов. Эти факторы включают относительный баланс между иммиграцией и вымиранием, скорость и величина нарушений на малых и больших территориях, динамика хищник-жертва, и скопление особей одного и того же вида в результате ограничения расселения или неоднородности среды обитания . Считается, что соотношение видов и ареалов следует из второго закона термодинамики . В отличие от этих «механистических» объяснений, другие утверждают, что необходимо проверить, является ли данная закономерность просто результатом процесса случайной выборки. Взаимоотношения видов и территорий часто оцениваются в природоохранной науке, чтобы предсказать темпы вымирания в случае утраты и фрагментации среды обитания .

Авторы классифицировали соотношение видов и ареалов в зависимости от типа местообитаний, из которых отбирались образцы, и используемой схемы учета. Фрэнк В. Престон , один из первых исследователей теории взаимоотношений вида и площади, разделил ее на два типа: выборки (перепись прилегающей среды обитания, которая растет на учетной территории, также называемая «материковыми» отношениями вида и площади), и изоляты (перепись несмежных мест обитания, таких как острова, также называемая «островными» отношениями вида и территории). Майкл Розенцвейг также отмечает, что отношения вид-площадь на очень больших территориях, объединяющих разные биогеографические провинции или континенты, ведут себя иначе, чем отношения вид-площадь на островах или небольших прилегающих территориях. Предполагалось, что «островные» отношения вид-площадь имеют более крутые наклоны (в логарифмическом пространстве ), чем «материковые» отношения. но метаанализ почти 700 взаимосвязей между видами и ареалами, проведенный в 2006 году, показал, что у первого наклоны ниже, чем у второго.

Независимо от плана переписи и типа среды обитания, взаимосвязь между видом и территорией часто выполняет простую функцию. Фрэнк Престон отстаивал степенную функцию, основываясь на своем исследовании логнормального распределения численности видов . Если $S$ количество видов, $A$ является ареалом обитания и $z$ - это наклон отношения площади вида в логарифмическом пространстве, тогда степенная функция отношения вид-площадь имеет вид:

$$S=cA^{z}$$

Здесь $c$ — константа, которая зависит от единицы измерения площади и равна количеству видов, которые существовали бы, если бы площадь обитания ограничивалась одной квадратной единицей. График выглядит как прямая линия на логарифмических осях и может быть линеаризован как:

$$\log(S)=\log(cA^{z})=\log(c)+z\log(A)$$

Напротив, Генри Глисон отстаивал полулогарифмическую модель:

$$S=\log(cA^{z})=\log(c)+z\log(A)$$

который выглядит как прямая линия на полулогарифмических осях , где площадь регистрируется, а количество видов является арифметическим. В любом случае связь вид-ареал почти всегда замедляется (имеет отрицательную вторую производную) при арифметическом построении.

Взаимосвязь между видом и территорией часто изображается на графике для островов (или мест обитания, которые иным образом изолированы друг от друга, например, лесных участков в сельскохозяйственном ландшафте) разных размеров. Хотя на более крупных островах, как правило, обитает больше видов, на острове меньшего размера их может быть больше, чем на более крупном. Напротив, соотношение видов и площадей для смежных местообитаний всегда будет увеличиваться по мере увеличения площадей при условии, что пробные площади вложены друг в друга.

Соотношение видов и площадей для материковых территорий (сопредельных местообитаний) будет различаться в зависимости от плана переписи, использованного для ее построения. Распространенным методом является использование квадратов последовательно большего размера, чтобы область, ограниченная каждым из них, включала область, ограниченную меньшим (т. е. области были вложенными).

В первой половине 20-го века экологи растений часто использовали кривую вид-площадь для оценки минимального размера квадрата, необходимого для адекватной характеристики сообщества. Это делается путем построения кривой (обычно на арифметических осях, а не логарифмических или полулогарифмических осях) и оценки площади, после чего использование более крупных квадратов приводит к добавлению лишь нескольких видов. Это называется минимальной площадью. Квадрат, охватывающий минимальную площадь, называется релеве , а использование кривых вид-площадь таким образом называется методом релеве. Во многом он был разработан швейцарским экологом Йозиасом Браун-Бланке .

Оценка минимальной площади по кривой обязательно является субъективной, поэтому некоторые авторы предпочитают определять минимальную площадь как площадь, охватывающую не менее 95 процентов (или какую-то другую большую часть) от общего числа обнаруженных видов. Проблема в том, что кривая площади вида обычно не приближается к асимптоте , поэтому неочевидно, что следует принимать за сумму. число видов всегда увеличивается с увеличением площади до того момента, пока не будет накоплена площадь всего мира.

См. также

• Схема масштабирования занятости
• Видовое богатство
• Эффект хранения
• Единая нейтральная теория биоразнообразия (UNTB)

Внешние ссылки

• Отношение вид-ареал