Биоразнообразие. Biodiversity

Содержание

Слайд 2

КАК ИЗМЕРЯТЬ ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ (БИОРАЗНООБРАЗИЕ BIODIVERSITY) Видовое богатство (число видов без

КАК ИЗМЕРЯТЬ ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ (БИОРАЗНООБРАЗИЕ BIODIVERSITY)
Видовое богатство (число видов без случайных

и временных вселенцев)
Гетерогенность (в одном 2 вида 99:1, в другом 50:50) тем выше, чем больше видов и чем более равномерно они распределены. Функция Шенона-Уинера
Слайд 3

Широтные градиенты биоразнообразия 620 видов деревьев

Широтные градиенты биоразнообразия

620 видов деревьев

Слайд 4

ШИРОТНЫЕ ГРАДИЕНТЫ

ШИРОТНЫЕ ГРАДИЕНТЫ

Слайд 5

Какие факторы могут определять градиенты биоразнообразия Время в эволюционном масштабе То

Какие факторы могут определять градиенты биоразнообразия

Время в эволюционном масштабе
То есть в

старых сообщества больше видов, чем в молодых. Байкал – 580 видов бентоса, Б. Невольничье Озеро – 4.

Число видов наземных
растений за 450 млн.л.
не достигает плато.

Слайд 6

ЭВОЛЮЦИОННЫЙ МАСШТАБ ВРЕМЕНИ (МИЛЛИОНЫ ЛЕТ)

ЭВОЛЮЦИОННЫЙ МАСШТАБ ВРЕМЕНИ
(МИЛЛИОНЫ ЛЕТ)

Слайд 7

Гипотетическая схема повышения биоразнообразия со временем. Проверка истории, как фактора трудна.

Гипотетическая схема повышения биоразнообразия со временем.

Проверка истории,
как фактора трудна.
поэтому сначала на-
до

отбросить осталь-
ные более простые.
Слайд 8

Пространственная гетерогенность МакАртур (1965) ввел понятия: Внутрибиотопическое (альфа) р-зие и Межбиотопическое

Пространственная гетерогенность

МакАртур (1965) ввел понятия: Внутрибиотопическое (альфа) р-зие и Межбиотопическое (бета)

р-зие
Вариант А
в тропиках увеличено бета р-е
Вариант Б
в тропиках выше альфа р-е
Показано (MacArthur, 1969), что и то, и другое: 2.7 больше на 2 га для птиц,7 раз больше на больших S
Слайд 9

Простая гипотеза разнообразие животных зависит от разнообразия деревьев, проходит только для амфибий

Простая гипотеза разнообразие животных зависит от разнообразия деревьев, проходит только для

амфибий
Слайд 10

Увеличение биоразнообразия в тропиках показано и для водных экосистем, где нет

Увеличение биоразнообразия в тропиках показано и для водных экосистем, где нет

гетерогенности.
Таким образом, увеличение пространственной гетерогенности, не объясняет полностью полярно-тропические градиенты.
Слайд 11

Конкуренция Предполагают: Конкуренция играет большую роль в тропиках, тогда как в

Конкуренция

Предполагают: Конкуренция играет большую роль в тропиках, тогда как в высоких

широтах численность ограничена физическими факторами среды
Однако, по правилу Гаузе, числу видов должно соответствовать число факторов, по которым они расходятся.
Для растений 4-5 факторов. Но число видов на 2 порядка больше.
Слайд 12

Хищничество Предполагают: Хищники держат популяции жертв на таком низком уровне, что

Хищничество

Предполагают: Хищники держат популяции жертв на таком низком уровне, что они

не конкурируют. Это позволяет встраиваться новым видам жертв и появляться новым хищникам.
Пайн (1966) показал, что отсутствие морской звезды приводит к сокращению числа видов с 15 до 8, так как мидии всех вытесняют.
Число ключевых (key-stone) видов хищников в тропиках должно больше. Но доказательств нет.
Слайд 13

Модель Янсена-Конелла (Janzen-Connel) о роли хищничества. Конкуренция поддерживает разнообразие хищников и

Модель Янсена-Конелла
(Janzen-Connel) о роли
хищничества.
Конкуренция поддерживает
разнообразие хищников и


паразитов, а хищничество
продуцентов и зеленоядов.

Смертность про-
ростков
Ocotea whitei
в Панаме
(Gilbert et al., 1994)

Слайд 14

ХИЩНИКИ

ХИЩНИКИ

Слайд 15

Климат и его флуктуации Более стабильный и мягкий климат – больше

Климат и его флуктуации

Более стабильный и мягкий климат – больше видовое

богатство (Sanders, 1968).
Сообщества с низким разнообразием могут быть связаны с суровым (горячие источники) или непредсказуемыми условиями (пустыни)
Сандерс (1968) сравнивал донные глубоководные сообщества по богатству достигающие тропических мелководий. Другие (Abele, Walters, 1979) объясняют гетерогенностью.
Слайд 16

Видовое богатство для деревьев и позвоночных С. Америки и его связь

Видовое богатство для деревьев и позвоночных С. Америки и его связь

с доступной энергией (Brown, 1981) (измеренной как евапотранспирация (комбинация солнечного излучения и температуры). Можно проверить, прямо сравнивая богатство летних и зимних сообществ.
Слайд 17

Продуктивность Гипотеза, чем выше продуктивность сообщества, тем выше разнообразие не проходит.

Продуктивность

Гипотеза, чем выше продуктивность сообщества, тем выше разнообразие не проходит.
Самые богатые

растительные сообщества не на самых богатых почвах
Слайд 18

ОБИЛИЕ РЕСУРСОВ (ПРОДУКТИВНОСТЬ)

ОБИЛИЕ РЕСУРСОВ (ПРОДУКТИВНОСТЬ)

Слайд 19

Модификация гипотезы влияния продуктивности. Более длительный сезон вегетации – более дробное

Модификация гипотезы влияния продуктивности.

Более длительный сезон вегетации – более дробное временное

деление ресурсов. Комбинация стабильности и продуктивности (Connel, Orias, 1964).
Слайд 20

ЧИСЛО ЗВЕНЬЕВ В ЦЕПЯХ ПИТАНИЯ x – число трофических уровней y – число сообществ

ЧИСЛО ЗВЕНЬЕВ В ЦЕПЯХ ПИТАНИЯ

x – число трофических уровней
y – число

сообществ
Слайд 21

Нарушения В равновесии доминируют самые конкурентные. Хищничество, пастьба, изменения погоды, катастрофы

Нарушения

В равновесии доминируют самые конкурентные.
Хищничество, пастьба, изменения погоды, катастрофы (пожары) нарушают

равновесие.
Часто плохо и редко плохо. Intermediate disturbance hypothesis (Grime, 1973 и др.)
Слайд 22

Оценка роли нарушений зависит от пространственной шкалы. Для небольших S –

Оценка роли нарушений зависит от пространственной шкалы. Для небольших S –

разнообразие стадий сукцессии. Но на большей шкале – включает все виды.
Слайд 23

Гипотеза «среднего уровня нарушений» работает в одних биотопах (а) и не работает в других (b)

Гипотеза «среднего уровня нарушений» работает в одних биотопах (а) и не

работает в других (b)
Слайд 24

Примеры сообществ, где гипотеза не работает Донные с-ва ручьев Южного о-ва

Примеры сообществ, где гипотеза не работает

Донные с-ва ручьев Южного о-ва Новой

Зеландии (температура, течение, дно)
Растительные с-ва (Частота пожаров в Канзасе)
Слайд 25

Локальное и региональное разнообразие Локальное разнообразие определяется шкалой при которой виды

Локальное и региональное разнообразие

Локальное разнообразие определяется шкалой при которой виды сообщества

могут взаимодействовать.
Шкала регионального разнообразия в сотни раз больше.
Слайд 26

СВЯЗЬ ЧИСЛА ВИДОВ С ПЛОЩАДЬЮ ИЗОЛЯТА S=CAz, где S число видов,

СВЯЗЬ ЧИСЛА ВИДОВ С ПЛОЩАДЬЮ ИЗОЛЯТА
S=CAz,
где S число

видов, С -постоянная
для данного таксона и местности, А -
площадь изолята, z- показатель степени, или коэффициент регрессии,
показывающий угол наклона прямой:
lоgS=lоgC + z·lоgA
Слайд 27

S=CAz, где S число видов, С -постоянная для данного таксона и

S=CAz,
где S число видов, С -постоянная
для данного таксона и

местности, А -
площадь изолята, z- показатель степени

lоgS=lоgC + z·lоgA,
здесь z - коэффициент регрессии,
показывающий угол наклона прямой:
(Arrhenius, 1921 from Preston, 1960)

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30


Слайд 31

БОГАТСТВО ОСТРОВНОЙ ФАУНЫ (MacArthur, Wilson, 1963)

БОГАТСТВО ОСТРОВНОЙ ФАУНЫ (MacArthur, Wilson, 1963)

Слайд 32

Гипотетическое соотношение локального и регионального видового богатства в зависимости от насыщенности сообщества

Гипотетическое соотношение локального и регионального видового богатства в зависимости от насыщенности

сообщества
Слайд 33

Экспериментальная проверка 1. Птицы 15 га – 200-700 , ч. набл.

Экспериментальная проверка

1. Птицы 15 га – 200-700 , ч. набл. (Pearson,

1977) 2. Разные сообщества на разных континентах (Caley, Schluter, 1997)
Слайд 34

Слайд 35

ЭНТРОПИЙНАЯ МЕРА РАЗНООБРАЗИЯ ШЕННОНА-УИВЕРА H=-Σ PilogPi

ЭНТРОПИЙНАЯ МЕРА РАЗНООБРАЗИЯ
ШЕННОНА-УИВЕРА
H=-Σ PilogPi

Слайд 36

Слайд 37

Слайд 38

John Terborg, 1973. Тропики богаче видами потому что их территории больше

John Terborg, 1973. Тропики богаче видами потому что их
территории больше


Слайд 39

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МАСШТАБ ВРЕМЕНИ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МАСШТАБ ВРЕМЕНИ

Слайд 40

УСТОЙЧИВОСТЬ СРЕДЫ

УСТОЙЧИВОСТЬ СРЕДЫ

Слайд 41

ГЕТЕРОГЕННОСТЬ СРЕДЫ

ГЕТЕРОГЕННОСТЬ СРЕДЫ

Слайд 42

КОНКУРЕНЦИЯ

КОНКУРЕНЦИЯ

Слайд 43

ГИПОТЕЗЫ, ОБЪЯСНЯЮЩИЕ РАЗНООБРАЗИЕ ВИДОВ В СООБЩСТВАХ 1. РАЗМЕР ТЕРРИТОРИИ 3. ВРЕМЯ.

ГИПОТЕЗЫ, ОБЪЯСНЯЮЩИЕ РАЗНООБРАЗИЕ
ВИДОВ В СООБЩСТВАХ
1. РАЗМЕР ТЕРРИТОРИИ
3. ВРЕМЯ. ЭВОЛЮЦИОННЫЙ МАСШТАБ
4.

ВРЕМЯ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МАСШТАБ
5. УСТОЙЧИВОСТЬ КЛИМАТА И СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ
6. ПРЕДСКАЗУЕМОСТЬ КЛИМАТА И СПЕЦИЛИЗАЦИЯ
7. ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ПРОСТРАНСТВА
8. ПРОДУКТИВНОСТЬ
9. УСТОЙЧИВОСТЬ ПЕРВИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
8. КОНКУРЕНЦИЯ
10. РАЗРЕЖИВАНИЕ (ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА)
11. РАЗРЕЖИВАНИЕ (ВЛИЯНИЕ ХИЩНИКОВ)
Слайд 44

Слайд 45

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МАСШТАБ ВРЕМЕНИ (ГОДЫ) Динамика структуры сообщества грызунов Черных земель, Калмыкия

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МАСШТАБ
ВРЕМЕНИ (ГОДЫ)

Динамика структуры сообщества
грызунов Черных земель, Калмыкия

Слайд 46

КОНКУРЕНЦИЯ

КОНКУРЕНЦИЯ

Слайд 47