Войти
В экологии, бета-разнообразие (β-разнообразие или истинное бета-разнообразие ) - это соотношение между региональным и местным видовым разнообразием. Термин был введен Р. H. Whittaker вместе с терминами альфа-разнообразие (α-разнообразие) и гамма-разнообразие (гамма-разнообразие). Идея заключалась в том, что общее видовое разнообразие в ландшафте (γ) определяется двумя разными факторами: средним видовым разнообразием на уровне среды обитания (α) и дифференциацией между средами обитания (β). Другие формулировки для бета-разнообразия включают «абсолютный оборот видов», «оборот видов Уиттекера» и «пропорциональный оборот видов».
Уиттакер предложил несколько способов количественной оценки дифференциации, и последующие поколения экологов изобрели больше. В результате сейчас существует множество определенных типов бета-разнообразия. Некоторые используют бета-разнообразие для обозначения любого из нескольких индексов, связанных с неоднородностью состава. Путаницы можно избежать, используя разные названия для других формулировок.
Бета-разнообразие как показатель круговорота видов чрезмерно подчеркивает роль редких видов, поскольку разница в видовом составе между двумя участками или сообществами, вероятно, отражает наличие и отсутствие несколько редких видов в сообществах. Бета-разнообразие также может быть мерой вложенности, которая возникает, когда сообщества видов на участках с низким содержанием видов являются подмножеством сообществ на участках с более высоким содержанием видов. Более того, попарное бета-разнообразие неадекватно 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 был предложен новый способ измерения круговорота видов, названный дзета-разнообразием (ζ-разнообразие), который используется для связи всех существующих моделей биоразнообразия на основе заболеваемости.
Гамма-разнообразие и альфа-разнообразие можно рассчитать непосредственно из данных инвентаризации видов. Самое простое из оригинальных определений бета-разнообразия, данное Уиттакером:
β = γ / α
Здесь гамма-разнообразие - это общее видовое разнообразие ландшафта, а альфа-разнообразие - это среднее видовое разнообразие на среду обитания. Поскольку ограничения среди местообитаний и ландшафтов являются размытыми и в некоторой степени субъективными, было предложено количественно оценить гамма-разнообразие для любого набора данных инвентаризации, а альфа- и бета-разнообразие можно определить количественно всякий раз, когда набор данных делится на субъединицы. Тогда гамма-разнообразие - это общее видовое разнообразие в наборе данных, а альфа-разнообразие - среднее видовое разнообразие на субъединицу. Бета-разнообразие количественно определяет, сколько субъединиц было бы, если бы общее видовое разнообразие в наборе данных и среднее видовое разнообразие на субъединицу оставалось прежним, но субъединицы не имели общих видов.
Некоторые исследователи предпочли разделить гамма-разнообразие на аддитивные, а не мультипликативные компоненты. Тогда бета-компонент разнообразия становится
βA= γ - α
Это количественно определяет, насколько больше видового разнообразия содержится во всем наборе данных, чем в средней субъединице в наборе данных. Это также можно интерпретировать как общий объем оборота видов среди субъединиц в наборе данных.
Когда есть две субъединицы и используются данные о присутствии-отсутствии, это можно рассчитать с помощью следующего уравнения:
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. сообщества.
Если абсолютный круговорот видов разделить на альфа-разнообразие, получается показатель, который количественно определяет, сколько раз видовой состав полностью меняется среди субъединиц набора данных. Эта мера была предложена Уиттакером, поэтому она была названа оборотом видов Уиттекера. Он рассчитывается как
βW= (γ - α) / α = γ / α - 1
Когда есть две субъединицы и используются данные присутствия-отсутствия, это равно одному дополнению Индекс сходства Соренсена.
Если абсолютный круговорот видов разделить на гамма-разнообразие, получается показатель, который количественно определяет, какая часть видового разнообразия в наборе данных не содержится в средней субъединице. Он рассчитывается как
βP= (γ - α) / γ = 1 - α / γ
Когда есть две субъединицы и используются данные о присутствии-отсутствии, эта мера находится в диапазоне [0, 1] равняется одному дополнению к индексу сходства Жаккара.
Размер зерна изменяет соотношение между бета-разнообразием дерева и широтой. См. Срикар и др. Хотя понимание изменения видового состава от местного к региональному масштабу (β-разнообразие) является центральной темой в экологии и биогеографии, исследования часто приходили к разным выводам относительно фундаментальных закономерностей β-разнообразия. Например, гипотеза сжатия ниши предсказывала более высокое β-разнообразие на более низких широтах. Исследования, сравнивающие естественную среду обитания с измененной человеком средой обитания, ничем не отличаются. Китчинг и др. отобрали пробы бабочек в девственных и вырубленных лесах долины Данум, Борнео, чтобы показать, что β-разнообразие в девственных лесах выше, чем в рубленых лесах. Напротив, Берри и др. взяли образцы деревьев в том же районе исследования, чтобы показать, что β-разнообразие в вырубленных лесах выше, чем в девственных лесах. Результаты этих двух исследований полностью отличались от результатов недавнего количественного синтеза, который показал, что β-разнообразие в девственных лесах было аналогично β-разнообразию во всех типах измененных человеком сред обитания (вторичные леса, плантации, пастбища и городские леса).). Таким образом, между исследованиями отсутствует консенсус относительно паттернов β-разнообразия. Sreekar et al. предположили, что большинство этих несоответствий было связано с различиями в размере зерен и / или пространственной протяженности между исследованиями. Они показали, что пространственный масштаб меняет соотношение между β-разнообразием и широтой.
Основные события диверсификации в геологическом прошлом были связаны со сдвигами в относительных вкладах альфа- и бета-разнообразия (разделение разнообразия). Примеры включают кембрийский взрыв, великое событие биоразнообразия ордовика и восстановление после массового вымирания в конце перми и конце триаса. События. Эмпирические данные этих тематических исследований подтверждают теоретические прогнозы о том, что увеличивающееся число видов увеличит бета-разнообразие по сравнению с альфа-разнообразием из-за эффектов межвидовой конкуренции ; тем не менее, альфа-разнообразие может снова увеличиться, как только варианты увеличения географического оборота будут исчерпаны.
