Jump to content

Бета-разнообразие

В экологии ) бета-разнообразие (β-разнообразие или истинное бета-разнообразие — это соотношение регионального и местного видового разнообразия. Этот термин был введен Р. Х. Уиттакером. [1] вместе с терминами альфа-разнообразие (α-разнообразие) и гамма-разнообразие (γ-разнообразие). Идея заключалась в том, что общее видовое разнообразие ландшафта (γ) определяется двумя разными вещами: средним видовым разнообразием на локальном уровне (α) и дифференциацией между локальными участками (β). Другие формулировки бета-разнообразия включают «абсолютный оборот видов», «оборот видов Уиттекера» и «пропорциональный оборот видов». [ нужна ссылка ]

Уиттакер предложил несколько способов количественной оценки дифференциации, а последующие поколения экологов изобрели еще больше. В результате сейчас существует множество определенных типов бета-разнообразия. [2] [3] Некоторые используют бета-разнообразие для обозначения любого из нескольких индексов, связанных с неоднородностью состава. [4] [5] [6] Путаницы можно избежать, если использовать разные названия для других составов. [2] [3] [7] [8] [9] [10]

Бета-разнообразие как мера круговорота видов переоценивает роль редких видов, поскольку разница в видовом составе между двумя участками или сообществами, вероятно, отражает присутствие или отсутствие некоторых редких видов в сообществах. Бета-разнообразие также может быть мерой вложенности, которая возникает, когда сообщества видов на участках с бедным видами являются подмножеством сообществ на участках с более богатым видами. [11] Более того, попарное бета-разнообразие недостаточно для построения всех разделов биоразнообразия (некоторые разделы на диаграмме Венна из 3 или более участков не могут быть выражены альфа- и бета-разнообразием). Следовательно, некоторые макроэкологические и общественные закономерности не могут быть полностью выражены альфа- и бета-разнообразием. По этим двум причинам появился новый способ измерения круговорота видов, получивший название Зета-разнообразие (ζ-разнообразие). [12] был предложен и использован для объединения всех существующих моделей биоразнообразия, основанных на заболеваемости.

Бета-разнообразие Уиттакера

[ редактировать ]

Гамма-разнообразие и альфа-разнообразие можно рассчитать непосредственно на основе данных инвентаризации видов. [2] [13] Простейшее из оригинальных определений бета-разнообразия, данных Уиттекером, таково:

б = с/а

Здесь гамма-разнообразие — это общее видовое разнообразие ландшафта, а альфа-разнообразие — это среднее видовое разнообразие на участке. Поскольку границы между местными участками и ландшафтами размыты и в некоторой степени субъективны, было предложено количественно оценить гамма-разнообразие для любого набора кадастровых данных, а альфа- и бета-разнообразие можно определить количественно всякий раз, когда набор данных разделен на подразделения. Тогда гамма-разнообразие — это общее видовое разнообразие в наборе данных, а альфа-разнообразие — это среднее видовое разнообразие на субъединицу. Бета-разнообразие количественно определяет, сколько субъединиц было бы, если бы общее видовое разнообразие набора данных и среднее видовое разнообразие на субъединицу оставались прежними, но у субъединиц не было бы общих видов. [2] [7]

Абсолютный оборот видов

[ редактировать ]

Некоторые исследователи предпочли разделить гамма-разнообразие на аддитивные, а не мультипликативные компоненты. [14] [15] Тогда бета-компонент разнообразия становится

β А = γ - α

Это количественно определяет, насколько больше видового разнообразия содержится во всем наборе данных, чем в средней подъединице в наборе данных. Это также можно интерпретировать как общий объем оборота видов среди субъединиц в наборе данных. [2]

Когда есть две субъединицы и используются данные о присутствии-отсутствии, это можно рассчитать по следующему уравнению:

[16]

где S 1 = общее количество видов, зарегистрированных в первом сообществе, S 2 = общее количество видов, зарегистрированных во втором сообществе, и c = количество видов, общих для обоих сообществ.

Оборот видов Уиттекера

[ редактировать ]

Если абсолютный оборот видов разделить на альфа-разнообразие, получится показатель, который количественно определяет, сколько раз видовой состав полностью меняется среди субъединиц набора данных. Эту меру предложил Уиттакер. [17] поэтому это было названо кругооборотом видов Уиттекера. [2] Он рассчитывается как

β W = (γ - α)/α = γ/α - 1

Когда есть две субъединицы и используются данные о наличии-отсутствии, это равно одному дополнению индекса сходства Сёренсена . [2] [18]

Пропорциональный оборот видов

[ редактировать ]

Если абсолютный оборот видов разделить на гамма-разнообразие, получится мера, которая количественно определяет, какая доля видового разнообразия в наборе данных не содержится в средней субъединице. [2] Он рассчитывается как

β P = (γ – α)/γ = 1 – α/γ

Когда имеются две субъединицы и используются данные о присутствии-отсутствии, эта мера, расположенная в интервале [0, 1], равна одному дополнению индекса сходства Жаккара . [2]

Паттерны β-разнообразия

[ редактировать ]
Размер зерна меняет взаимосвязь между бета-разнообразием деревьев и широтой. См. Шрикар и др. [19]

Хотя понимание изменения видового состава от местного к региональному масштабу (β-разнообразие) является центральной темой экологии и биогеографии, исследования часто приходили к разным выводам относительно фундаментальных закономерностей β-разнообразия. Например, гипотеза сжатия ниш предсказывала более высокое β-разнообразие в более низких широтах. [20] [19] [21] [22] [23] Исследования, сравнивающие естественные местные объекты с местными объектами, модифицированными человеком, ничем не отличаются. Китчинг и др. [24] взяли образцы бабочек в девственных и вырубленных лесах долины Данум, Борнео, чтобы показать, что β-разнообразие в девственных лесах было выше, чем в вырубленных лесах. Напротив, Берри и др. [25] отобрали образцы деревьев на той же территории исследования, чтобы показать, что β-разнообразие в вырубленных лесах было выше, чем в девственных лесах. Результаты этих двух исследований совершенно отличались от результатов недавнего количественного синтеза, [26] которые показали, что β-разнообразие в девственных лесах было аналогично β-разнообразию во всех типах антропогенных локальных участков (вторичных лесах, плантациях, пастбищах и городских районах). Таким образом, среди исследований наблюдается явное отсутствие консенсуса относительно моделей β-разнообразия. Шрикар и др. [19] предположили, что большинство этих несоответствий было связано с различиями в размере зерен и/или пространственной протяженности между исследованиями. Они показали, что пространственный масштаб меняет взаимосвязь между β-разнообразием и широтой.

Разделение разнообразия в геологическом прошлом

[ редактировать ]

Основные события диверсификации в геологическом прошлом были связаны со сдвигами в относительном вкладе альфа- и бета-разнообразия (разделение разнообразия). Примеры включают Кембрийский взрыв , [27] великое событие ордовикского биоразнообразия , [28] и восстановления с конца перми [29] и конец триаса [30] события массового вымирания. Эмпирические данные этих тематических исследований подтверждают теоретические предсказания о том, что увеличение числа видов приведет к увеличению бета-разнообразия по сравнению с альфа-разнообразием из-за эффектов межвидовой конкуренции ; тем не менее, альфа-разнообразие может снова увеличиться, как только будут исчерпаны возможности увеличения географического оборота. [31]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Уиттакер Р.Х. (1960). «Растительность гор Сискию, Орегона и Калифорнии». Экологические монографии . 30 (3): 279–338. Бибкод : 1960ЭкоМ...30..279Вт . дои : 10.2307/1943563 . JSTOR   1943563 .
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Туомисто Х (2010). «Разнообразие бета-разнообразий: исправление ошибочной концепции. Часть 1. Определение бета-разнообразия как функции альфа- и гамма-разнообразия». Экография . 33 (1): 2–22. Бибкод : 2010Экогр..33....2Т . дои : 10.1111/j.1600-0587.2009.05880.x .
  3. ^ Jump up to: а б Туомисто Х (2010). «Разнообразие бета-разнообразий: исправление ошибочной концепции. Часть 2. Количественная оценка бета-разнообразия и связанных с ним явлений» . Экография . 33 (1): 23–45. Бибкод : 2010Экогр..33...23Т . дои : 10.1111/j.1600-0587.2009.06148.x .
  4. ^ Колефф П., Гастон К.Дж., Леннон Дж.Дж. (2003). «Измерение бета-разнообразия для данных присутствия-отсутствия». Журнал экологии животных . 72 (3): 367–382. Бибкод : 2003JAnEc..72..367K . дои : 10.1046/j.1365-2656.2003.00710.x .
  5. ^ Андерсон М.Дж., Крист Т.О., Чейз Дж.М., Велленд М., Иноуе Б.Д., Фристоун А.Л. и др. (январь 2011 г.). «Навигация по множеству значений β-разнообразия: дорожная карта для практикующего эколога» . Экологические письма . 14 (1): 19–28. Бибкод : 2011EcolL..14...19A . дои : 10.1111/j.1461-0248.2010.01552.x . ПМИД   21070562 .
  6. ^ Горелик Р. (декабрь 2011 г.). «Комментарий: есть ли у нас последовательная терминология видового разнообразия? Ошибка истинного разнообразия». Экология . 167 (4): 885–8, обсуждение 903–11. Бибкод : 2011Oecol.167..885G . дои : 10.1007/s00442-011-2124-8 . ПМИД   21947497 . S2CID   6244637 .
  7. ^ Jump up to: а б Туомисто, Х. 2010. Последовательная терминология для количественной оценки видового разнообразия? Да, оно существует. Экология 4: 853–860. два : 10.1007/s00442-010-1812-0
  8. ^ Юрасинский Г., Кох М. (декабрь 2011 г.). «Комментарий: есть ли у нас последовательная терминология видового разнообразия? Мы уже в пути». Экология . 167 (4): 893–902, обсуждение 903–11. Бибкод : 2011Oecol.167..893J . дои : 10.1007/s00442-011-2126-6 . ПМИД   21938639 . S2CID   24562429 .
  9. ^ Морено CE, Родригес П. (декабрь 2011 г.). «Комментарий: есть ли у нас последовательная терминология для видового разнообразия? Назад к основам и к объединяющей структуре». Экология . 167 (4): 889–92, обсуждение 903–11. Бибкод : 2011Oecol.167..889M . дои : 10.1007/s00442-011-2125-7 . ПМИД   21965142 . S2CID   8917573 .
  10. ^ Туомисто Х (2011). «Комментарий: есть ли у нас единая терминология видового разнообразия? Да, если мы решим ее использовать». Экология . 167 (4): 903–911. Бибкод : 2011Oecol.167..903T . дои : 10.1007/s00442-011-2128-4 . S2CID   19271108 .
  11. ^ Базельга А (январь 2010 г.). «Разделение компонентов оборота и вложенности бета-разнообразия» . Глобальная экология и биогеография . 19 (1): 134–143. Бибкод : 2010GloEB..19..134B . дои : 10.1111/j.1466-8238.2009.00490.x . ISSN   1466-8238 .
  12. ^ Хуэй С., МакГеоч, Массачусетс (2014). «Зетское разнообразие как концепция и показатель, объединяющий модели биоразнообразия, основанные на заболеваемости». Американский натуралист . 184 (5): 684–694. дои : 10.1086/678125 . hdl : 10019.1/98200 . ПМИД   25325751 . S2CID   24693167 .
  13. ^ Чао А., Чиу Ч., Йост Л. (ноябрь 2010 г.). «Измерение филогенетического разнообразия на основе чисел Хилла» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 365 (1558): 3599–609. дои : 10.1098/rstb.2010.0272 . ПМК   2982003 . ПМИД   20980309 .
  14. ^ Ланде Р. (май 1996 г.). «Статистика и разделение видового разнообразия и сходства между несколькими сообществами». Ойкос . 1 (1): 5–13. Бибкод : 1996Oikos..76....5L . дои : 10.2307/3545743 . JSTOR   3545743 .
  15. ^ Вич Дж.А., Саммервилл К.С., Крист Т.О., Геринг Дж.К. (октябрь 2002 г.). «Аддитивное разделение видового разнообразия: недавнее возрождение старой идеи». Ойкос . 99 (1): 3–9. Бибкод : 2002Oikos..99....3V . дои : 10.1034/j.1600-0706.2002.990101.x .
  16. ^ Альберт Дж.С., Рейс Р.Э. (8 марта 2011 г.). Историческая биогеография неотропических пресноводных рыб . Издательство Калифорнийского университета. п. 308. ИСБН  978-0-520-26868-5 . Проверено 28 июня 2011 г.
  17. ^ Уиттакер Р.Х. (1972). «Эволюция и измерение видового разнообразия». Таксон . 21 (2–3): 213–251. дои : 10.2307/1218190 . JSTOR   1218190 .
  18. ^ Соренсен Т.А. (1948). «Метод создания групп равной амплитуды в социологии растений, основанный на сходстве видового состава, и его применение к анализу растительности на территории Дании». Биологические сочинения Датского королевского общества наук . 5 : 1–34.
  19. ^ Jump up to: а б с Срикар Р., Катабучи М., Накамура А., Корлетт Р.Т., Слик Дж.В., Флетчер С. и др. (сентябрь 2018 г.). «Пространственный масштаб меняет соотношение между бета-разнообразием, видовым богатством и широтой» . Королевское общество открытой науки . 5 (9): 181168. Бибкод : 2018RSOS....581168S . дои : 10.1098/rsos.181168 . ПМК   6170539 . ПМИД   30839691 .
  20. ^ Макартур Р.Х. (ноябрь 1965 г.). «Закономерности видового разнообразия». Биологические обзоры . 40 (4): 510–33. дои : 10.1111/j.1469-185X.1965.tb00815.x . S2CID   86777476 .
  21. ^ Колефф П., Леннон Джей-Джей, Гастон К.Дж. (ноябрь 2003 г.). «Существуют ли широтные градиенты в круговороте видов?». Глобальная экология и биогеография . 12 (6): 483–98. Бибкод : 2003GloEB..12..483K . дои : 10.1046/j.1466-822X.2003.00056.x .
  22. ^ Крафт Н.Дж., Комита Л.С., Чейз Дж.М., Сандерс Н.Дж., Свенсон Н.Г., Крист Т.О. и др. (сентябрь 2011 г.). «Распутывание факторов β-разнообразия по широтным и высотным градиентам». Наука . 333 (6050). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: 1755–1758 гг. Бибкод : 2011Sci...333.1755K . дои : 10.1126/science.1208584 . ПМИД   21940897 . S2CID   206535334 .
  23. ^ Цянь Х., Чен С., Мао Л., Оуян Цз. (июнь 2013 г.). «Возврат к факторам β-разнообразия вдоль широтных градиентов». Глобальная экология и биогеография . 22 (6): 659–70. Бибкод : 2013GloEB..22..659Q . дои : 10.1111/geb.12020 .
  24. ^ Китчинг Р.Л., Эштон Л.А., Накамура А., Уитакер Т., Хен К.В. (июнь 2013 г.). «Обмен видов на расстоянии в тропических лесах Борнея: однородность и неоднородность в первичных и послерубочных лесах». Экография . 36 (6): 675–82. Бибкод : 2013Экогр..36..675К . дои : 10.1111/j.1600-0587.2012.00023.x . hdl : 10072/57312 .
  25. ^ Берри, Нью-Джерси, Филлипс О.Л., Онг Р.К., Хамер К.С. (октябрь 2008 г.). «Влияние выборочной вырубки на разнообразие деревьев в ландшафте тропических лесов: важность пространственного масштаба». Ландшафтная экология . 23 (8): 915–29. дои : 10.1007/s10980-008-9248-1 . S2CID   38892245 .
  26. ^ Ньюболд Т., Хадсон Л.Н., Хилл С.Л., Конту С., Грей С.Л., Шарлеманн Дж.П. и др. (декабрь 2016 г.). «Глобальные закономерности оборота наземных объектов внутри и между землепользованиями» . Экография . 39 (12): 1151–63. Бибкод : 2016Экогр..39.1151Н . дои : 10.1111/ecog.01932 . hdl : 10044/1/32808 .
  27. ^ На Л, Кисслинг В (апрель 2015 г.). «Распределение разнообразия во время кембрийской радиации» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (15): 4702–6. Бибкод : 2015PNAS..112.4702N . дои : 10.1073/pnas.1424985112 . ПМК   4403203 . ПМИД   25825755 .
  28. ^ Сепкоски Дж. Дж. (1988). «Альфа, бета или гамма: куда девается все разнообразие?». Палеобиология . 14 (3): 221–34. Бибкод : 1988Pbio...14..221S . дои : 10.1017/s0094837300011969 . ПМИД   11542147 . S2CID   2826581 .
  29. ^ Хофманн Р., Хаутманн М., Бухер Х. (03.10.2017). «Распределение разнообразия в донных экосистемах перми и раннего триаса запада США: сравнение». Историческая биология . 29 (7): 918–930. Бибкод : 2017HBio...29..918H . дои : 10.1080/08912963.2016.1263626 . S2CID   132194066 .
  30. ^ Хаутманн М (2016). «Распределение разнообразия в юрских сообществах уровня-дна». Историческая биология . 28 (6): 849–857. Бибкод : 2016HBio...28..849H . дои : 10.1080/08912963.2015.1051482 . S2CID   85880638 .
  31. ^ Хаутманн М (2014). «Диверсификация и разделение разнообразия». Палеобиология . 40 (2): 162–176. дои : 10.1666/13041 . S2CID   86225708 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6b0d17aebf02eb965143283ee6f009ef__1713244740
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6b/ef/6b0d17aebf02eb965143283ee6f009ef.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Beta diversity - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)