Взаимосвязь видов и ареалов - Species–area relationship

Взаимосвязь видов и ареалов для непрерывной среды обитания

В взаимосвязь видов и ареалов или кривая вид – площадь описывает отношения между площадью среда обитания, или части среды обитания, и количество разновидность найдено в этой области. На больших территориях, как правило, обитает большее количество видов, и эмпирически относительные числа, кажется, подчиняются систематическим математическим отношениям.^[1] Отношения вид – ареал обычно строятся для одного типа организмов, например для всех сосудистые растения или все виды определенного трофический уровень в пределах определенного сайта. Он редко, если вообще когда-либо, создается для всех типов организмов просто из-за огромных требований к данным. Это связано, но не идентично кривая открытия видов.

Экологи предложили широкий спектр факторов, определяющих наклон и высоту соотношения видов и ареалов.^[2] Эти факторы включают относительный баланс между иммиграцией и исчезновением,^[3] скорость и величина нарушений на малых и больших площадях,^[3] динамика хищник – жертва,^[4] и группирование особей одного и того же вида в результате ограничения расселения или неоднородности среды обитания.^[5] Считается, что взаимосвязь между видами и ареалом следует из 2-й закон термодинамики.^[6] В отличие от этих «механистических» объяснений, другие утверждают, что необходимо проверить, является ли образец просто результатом процесса случайной выборки.^[7]

Авторы классифицировали взаимосвязь видов и ареалов в соответствии с типом отбираемых местообитаний и используемым планом переписи. Фрэнк В. Престон, один из первых исследователей теории взаимосвязи вида-ареал, разделил ее на два типа: выборки (перепись смежных местообитаний, произрастающих в районе переписи, также называемая взаимосвязями между видами на материке и площадью) и изоляты (перепись несмежных местообитаний, таких как острова, также называемые "островными" взаимосвязями между видами и площадью).^[1] Майкл Розенцвейг также отмечает, что отношения между видами и площадями для очень больших территорий - тех, которые собирают разные биогеографические провинции или континенты - ведут себя иначе, чем отношения между видами и площадями на островах или меньших прилегающих территориях.^[2] Высказывалось предположение, что «островные» отношения между видами и ареалом имеют более высокие наклоны (в журнал – пространство журнала ) чем "материковые" отношения,^[2] но в 2006 году метаанализ из почти 700 обнаруженных взаимосвязей видов и ареалов у первых был более низкий уклон, чем у вторых.^[8]

Независимо от плана переписи и типа среды обитания, взаимосвязи между видами и ареалами часто соответствуют простой функции. Фрэнк Престон отстаивал функцию мощности, основываясь на своем исследовании логнормального распределение видовой численности.^[1] Если ${\displaystyle S}$ это количество видов, ${\displaystyle A}$ это ареал обитания, а ${\displaystyle z}$ - это наклон отношения площади вида в логарифмическом пространстве, тогда отношение вида к площади степенной функции выглядит следующим образом:

${\displaystyle S=cA^{z}}$

Здесь ${\displaystyle c}$ - константа, которая зависит от единицы измерения площади, и равна количеству видов, которые существовали бы, если бы ареал обитания был ограничен одной квадратной единицей. График выглядит как прямая линия на бревно – бревенчатые оси, и может быть линеаризован как:

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

В отличие, Генри Глисон отстаивал полулогарифмическую модель:

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

что выглядит как прямая линия на полулогальные оси, где площадь вырублена, а количество видов - арифметическое. В любом случае соотношение видов и площадей почти всегда замедляется (имеет отрицательную вторую производную) при построении арифметических графиков.^[9]

Взаимосвязь между видами и площадью часто отображается для островов (или мест обитания, которые в противном случае изолированы друг от друга, например, лесные участки в сельскохозяйственном ландшафте) разного размера.^[3] Хотя более крупные острова, как правило, имеют больше видов, возможно, что на меньшем острове будет больше, чем на большом. Напротив, соотношение видов и площадей для смежных местообитаний всегда будет расти по мере увеличения площадей, при условии, что выборочные участки вложены друг в друга.

Соотношение видов и площадей для материковых территорий (прилегающих местообитаний) будет отличаться в зависимости от плана переписи, используемого для его построения.^[10] Распространенным методом является использование квадратов последовательно большего размера, чтобы область, заключенная каждой из них, включала область, заключенную в меньшую (т.

В первой половине 20 века экологи растений часто использовали кривую «вид – площадь» для оценки минимального размера квадрата, необходимого для адекватной характеристики сообщества. Это делается путем построения кривой (обычно по арифметическим осям, а не по логарифмической или полулогарифмической осям) и оценки площади, после чего использование больших квадратов приводит к добавлению еще нескольких видов. Это называется минимальной площадью. Квадрат, охватывающий минимальную площадь, называется релеве, и такое использование кривых «вид – площадь» называется методом релеве. Его в значительной степени разработал швейцарский эколог. Жозиас Браун-Бланке.^[11]

Оценка минимальной площади по кривой обязательно субъективна, поэтому некоторые авторы предпочитают определять минимальную площадь как площадь, охватывающую не менее 95 процентов (или некоторую другую большую долю) от общего числа найденных видов. Проблема в том, что кривая площади вида обычно не приближается к асимптота, поэтому непонятно, что считать суммой.^[11] Фактически, количество видов всегда увеличивается с увеличением площади до точки, в которой сосредоточена площадь всего мира.^[12]

Смотрите также

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

Рекомендации

1. Престон, Ф.В. 1962. Каноническое распределение распространенности и редкости: Часть I. Экология 43: 185–215 и 410–432.
2. Розенцвейг, М. 1995. Разнообразие видов в пространстве и времени. Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
3. Макартур и Уилсон. 1967 г. Теория островной биогеографии. Издательство Принстонского университета: Принстон, Нью-Джерси.
4. Брозе, У., А. Остлинг, К. Харрисон и Н.Д. Мартинес. 2004. Единое пространственное масштабирование видов и их трофических взаимодействий. Природа 428: 167–171.
5. Грин, Дж. Л. и А. Остлинг. 2003. Отношения между эндемиками и ареалом: влияние доминирования видов и пространственной агрегации. Экология 84: 3090–3097.
6. Вюрц, П. и Аннила, А. (2008). «Корни отношений разнообразия». Журнал биофизики. 2008: 1–8. arXiv:0906.0251. Дои:10.1155/2008/654672. ЧВК  2814133. PMID  20130809.
7. Коннор, Э.Ф. и Э.Д. Маккой. 1979. Статистика и биология взаимосвязи видов и ареалов. Американский натуралист 113: 791–833.
8. Дракаре С., Леннон Дж. Л., Хиллебранд Х., 2006 Влияние географического, эволюционного и экологического контекста на взаимоотношения видов и ареалов Письма по экологии 9 (2), 215–227
9. Аррениус, О. 1921. "Виды и ареал "J. Ecol. 9: 95–99
10. Шайнер, С. 2003. Шесть типов кривых вид – площадь. Глобальная экология и биогеография 12: 441–447.
11. Барбур М.Г., Бурк Дж. Х. и Питтс В. Д. (1980). Экология наземных растений. Менло-Парк, Калифорния: Бенджамин / Каммингс. Стр. 158–160.
12. Уильямсон, М., К.Дж. Гастон, В. Лонсдейл. 2001. Взаимосвязь вида и площади не имеет асимптоты! Журнал биогеографии 28: 827–830.

внешняя ссылка

• Взаимосвязь вида и площади