Topluluk yapısı. Topluluklardaki tür çeşitliliği
Elena Badieva
Makaleye göre: V. V. Akatov, A. G. Perevozov
Baskınlık düzeyi ile yerel tür zenginliği arasındaki ilişki: Batı Kafkasya'daki ağaç ve kuş toplulukları örneğini kullanarak nedenlerin analizi
Batı Kafkasya'daki ağaç ve böcek öldürücü kuş topluluklarının tür zenginliği, hem ekolojik nişin bazı kısımlarını yakalayan türlerin sırası hem de çevredeki bu topluluklarda potansiyel olarak var olma potansiyeline sahip türlerin sayısı tarafından belirlenir. Bu faktörlerin göreceli rolü, bu toplulukların tür bolluğu oranına (bolluğun sıra yapısı) bağlı olarak değişir.
V.V.'nin makalesinde. Akatova ve A.G. Perevozov (Maikop Devlet Teknoloji Üniversitesi, Kafkasya Devlet Doğal Biyosfer Rezervi), Batı Kafkasya'daki ağaç ve kuş topluluklarındaki tür zenginliğini etkileyen nedenleri inceliyor. Hakimiyet düzeyi ne kadar yüksek olursa, yani. En çok sayıda türün bireylerinin topluluktaki toplam birey sayısına oranı, topluluğun diğer türlerine ne kadar az kaynak kalırsa, sayıları o kadar düşük olur ve rastgele süreçler sonucunda yok olma olasılığı da o kadar yüksek olur. Buna göre tür zenginliği azalmaktadır.
Yazarlar, bir topluluktaki tür sayısı oranına ilişkin ana modellerin bir tanımını sağlar (toplulukların tür yapısını karakterize eden modellerin bir karşılaştırması için bkz.: Biyolojik toplulukların yapısının evrensel bir yasasını ararken veya Ekolojistler neden bunu yaptı?) Başarısız mı oldunuz? “Öğeler”, 02.12.08).
Bu çalışmada kullanılan geometrik seri modeline (Y. Motomura, 1932) veya “baskın niş yakalamaya” özellikle dikkat edilir. Geometrik seri modeli, azalan bolluk sırasına göre sıralanan topluluk türlerinin, topluluğun kalan toplam kaynağının aynı oranını tükettiğini varsayar. Örneğin, en çok sayıda tür bir kaynağın 1/2'sini alıyorsa, o zaman ikinci en önemli tür kalanın yarısını (yani orijinalin 1/4'ünü) tüketir, üçüncü tür ise yine kalanın yarısını (1/4) tüketir. Orijinalin 8'i) vb. Model, hiyerarşik bir kaynak paylaşımı ilkesini ima eder. Kaynağın payı baskın türler tarafından ne kadar büyük olursa, kalan kaynakların kısmı baskın türler tarafından kullanılır ve daha az kaynak küçük türlerin eline geçer. Böyle bir dağılıma sahip topluluklar, yalnızca baskın olmayan ilişkili türlerin kullanabileceği kaynakların daha az olmasıyla değil, aynı zamanda bunların daha "katı" dağılımıyla da karakterize edilir. Türlerin sayısı, aldıkları kaynakların payıyla orantılıdır ve geometrik bir ilerlemeyi temsil eder. Bu geometrik model, kaynaktaki aslan payının güçlü baskınlığa sahip az sayıda tür tarafından ele geçirilmesini açıklamaktadır. Bu, ardıllığın erken aşamalarındaki veya zorlu çevre koşullarında mevcut olan basit hayvan veya bitki topluluklarına veya toplulukların bireysel bölümlerine uygulanabilir.
Hiperbolik model (A.P. Levich, 1977) geometrik modele yakındır, ancak kaynakların daha da az tekdüze bir dağılımını yansıtır: ilk türlerin bolluğu daha keskin bir şekilde azalır ve nadir olanların bolluğu ise tam tersine daha sorunsuz olur. Motomura modeliyle karşılaştırıldığında hiperbolik model, karmaşık toplulukları ve büyük örnekleri daha iyi tanımlamaktadır.
Lognormal model (Preston, 1948), daha eşit dağılmış kaynaklar ve tür bollukları için tipiktir; burada ortalama bolluğa sahip türlerin sayısı artar.
1. Bir bitki topluluğunun katmanlanması nedir?
Bir bitki topluluğunun katmanlaşması, topluluğun belirli yaşam formlarının bitkilerinin yer üstü veya yer altı kısımlarının yer aldığı yatay katmanlara bölünmesidir.
2. Hayvan popülasyonu orman ekosistemindeki katmanlar arasında nasıl dağılmıştır?
Her seviyedeki bitkiler ve onlar tarafından belirlenen mikro iklim, belirli hayvanlar için özel bir ortam yaratır:
Ormanın bitki kökleriyle dolu toprak tabakasında toprak hayvanları (çeşitli mikroorganizmalar, bakteriler, böcekler, solucanlar) yaşar;
Orman tabanında böcekler, keneler, örümcekler ve çok sayıda mikroorganizma yaşar;
Daha yüksek katmanlarda otçul böcekler, kuşlar, memeliler ve diğer hayvanlar bulunur;
Farklı kuş türleri yuvalar inşa eder ve farklı katmanlarda beslenirler - yerde (sülünler, orman tavuğu, kuyruksallayanlar, incir kuşları, kirazkuşları), çalılarda (pamukçuklar, ötleğenler, şakrak kuşları), ağaçların taçlarında (ispinozlar, saka kuşları, kralcıklar, büyükler) yırtıcılar).
Sorular
1. Bir topluluğun tür zenginliğini artıran faktörler nelerdir?
Canlı organizmaların çeşitliliği hem iklimsel hem de tarihsel faktörler tarafından belirlenir. Ilıman, istikrarlı bir iklime sahip, bol ve düzenli yağışların olduğu, şiddetli donların ve mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarının olmadığı bölgelerde tür zenginliği, tundra veya yaylalar gibi sert iklim bölgelerinde bulunan bölgelere göre daha yüksektir.
Tür zenginliği, topluluğun evrimsel gelişimiyle birlikte artar. Bir ekosistemin gelişimi ne kadar uzun sürerse tür kompozisyonu da o kadar zengin olur. Örneğin Baykal gibi kadim bir gölde sadece 300 amfipod türü bulunmaktadır.
2. Nadir türlerin önemi nedir?
Nadir türler genellikle bir topluluğun sağlığının en iyi göstergesidir. Bunun nedeni, nadir türlerin yaşamını sürdürmek için çeşitli faktörlerin (örneğin sıcaklık, nem, toprak bileşimi, belirli gıda kaynakları vb.) kesin olarak tanımlanmış kombinasyonlarının gerekli olmasıdır. Gerekli koşulların sağlanması büyük ölçüde ekosistemlerin normal işleyişine bağlıdır, dolayısıyla nadir türlerin yok olması ekosistemlerin işleyişinin bozulduğu sonucuna varmamızı sağlar.
Çeşitliliğin yüksek olduğu topluluklarda birçok tür, aynı alanda ikamet ederek benzer bir konuma sahiptir. Böyle bir toplulukta, örneğin iklim değişikliği veya diğer faktörlerin etkisiyle yaşam koşullarındaki bir değişiklik, bir türün yok olmasına neden olabilir, ancak bu kayıp, kendi uzmanlık alanında nesli tükenen türe yakın diğer türler tarafından telafi edilecektir.
3. Bir topluluğun hangi özellikleri tür çeşitliliğini karakterize eder?
Tür çeşitliliği, bir topluluğun fiziksel faktörler veya iklimdeki ani değişikliklere karşı ne kadar dirençli olduğunu belirlemeye yardımcı olur.
4. Besin zinciri ve besin ağı nedir? Bunların önemi nedir?
Bir besin ağı genellikle her biri madde ve enerjinin aktarıldığı ayrı bir kanala benzeyen birkaç besin zincirinden oluşur.
Besin zincirinin basit bir örneği şu dizidir: bitki - otçul böcek - yırtıcı böcek - böcekçil kuş - yırtıcı kuş.
Bu zincirde, bir grup organizmadan diğerine tek yönlü madde ve enerji akışı vardır.
Besin bağlantıları sayesinde doğadaki canlı ve cansız maddeler arasında sürekli bir madde ve enerji alışverişi gerçekleşerek toplumun bütünlüğünün korunmasına yardımcı olur.
Görevler
Şekil 85 karasal ve su ekosistemleriyle ilgili iki tür topluluğun yapısını basitleştirmektedir. Bu ekosistemlerin yapısını analiz edin. Bunların karakteristik özelliklerini karşılaştırın. Bu toplulukların temel olarak nasıl farklı olduklarına ve nasıl benzer olduklarına dair bir sonuç çıkarın.
Karasal ekosistemler için kompozisyonu ve birincil biyolojik üretimi belirleyen ana abiyotik faktörler su ve toprağın mineral besin elementleri açısından zenginliğidir. Yaprak döken ormanlar, uzun sazlık çalılıkları veya nehir kıyısındaki kanarya otları gibi yoğun bitki örtüsüne sahip ekosistemlerde ışık sınırlayıcı faktör olabilir. Su ekosistemlerinde su kıtlığı yoktur; her zaman bol miktarda bulunur: Bir rezervuar kurursa, su ekosistemi yok edilir ve yerini başka bir karasal ekosistem alır. İçlerindeki ana faktörler sudaki oksijen ve besin içeriğidir (öncelikle fosfor ve nitrojen). Ayrıca karasal ekosistemlerde olduğu gibi bu da ışığın sağlanması olabilir.
Karasal ekosistemlerdeki besin zincirlerinde genellikle üçten fazla bağlantı yoktur (örneğin, yonca - tavşan - tilki). Su ekosistemlerinde bu tür dört, beş hatta altı bağlantı bulunabilir.
Su ekosistemleri çok dinamiktir. Gün boyunca ve yılın mevsimlerine göre değişirler. Yazın ikinci yarısında ötrofik göller "çiçek açar" - mikroskobik tek hücreli algler ve siyanobakteriler toplu halde gelişir. Sonbaharda fitoplanktonun biyolojik verimliliği azalır ve makrofitler dibe çöker.
Su ekosistemlerinin biyolojik üretimi biyokütle rezervinden daha fazladır. Su ekosisteminin ototrofik ve heterotrofik atölyelerinin ana "işçilerinin" herhangi bir anda uzun yaşamaması nedeniyle (bakteriler - birkaç saat, algler - birkaç gün, küçük kabuklular - birkaç hafta), tedarik herhangi bir anda Sudaki organik madde miktarı (biyokütle), tüm büyüme mevsimi boyunca bir rezervuarın biyolojik üretiminden daha az olabilir. Karasal ekosistemlerde ise tam tersine biyokütle arzı üretimden daha yüksektir (ormanda - 50 kat, çayır ve bozkırda - 2-5 kat);
Su topluluklarındaki hayvanların biyokütlesi, bitkilerin biyokütlesinden daha büyük olabilir. Bunun nedeni zooplankton organizmalarının alg ve siyanobakterilerden daha uzun yaşamasıdır. Bu karasal ekosistemlerde gerçekleşmez ve bitkilerin biyokütlesi her zaman fitofajların biyokütlesinden daha fazladır ve zoofajların biyokütlesi fitofajların biyokütlesinden daha azdır.
Benzerlikler: İncelenen topluluklarda aşağıdaki organizmalar mutlaka mevcuttur: üreticiler (karadaki bitki örtüsü ve sudaki fitoplankton), tüketiciler, ayrıştırıcılar.
Çoğu ekosistemde olduğu gibi gölet ve orman topluluklarında da birincil enerji kaynağı güneş ışığıdır.
Batı Kafkasya'daki ağaç ve böcek öldürücü kuş topluluklarının tür zenginliği, hem ekolojik nişin bazı kısımlarını yakalayan türlerin sırası hem de çevredeki bu topluluklarda potansiyel olarak var olma potansiyeline sahip türlerin sayısı tarafından belirlenir. Bu faktörlerin göreceli rolü, bu toplulukların tür bolluğu oranına (bolluğun sıra yapısı) bağlı olarak değişir.
V.V.'nin makalesinde. Akatova ve A.G. Perevozov (Maikop Devlet Teknoloji Üniversitesi, Kafkasya Devlet Doğal Biyosfer Rezervi), Batı Kafkasya'daki ağaç ve kuş topluluklarındaki tür zenginliğini etkileyen nedenleri inceliyor. Hakimiyet düzeyi ne kadar yüksek olursa, yani. En çok sayıda türün bireylerinin topluluktaki toplam birey sayısına oranı, topluluğun diğer türlerine ne kadar az kaynak kalırsa, sayıları o kadar düşük olur ve rastgele süreçler sonucunda yok olma olasılığı da o kadar yüksek olur. Buna göre tür zenginliği azalmaktadır.
Yazarlar, bir topluluktaki tür sayısı oranına ilişkin ana modellerin bir tanımını sağlar (toplulukların tür yapısını karakterize eden modellerin bir karşılaştırması için bkz.: Biyolojik toplulukların yapısının evrensel bir yasasını ararken veya Ekolojistler neden bunu yaptı?) Başarısız mı oldunuz? “Öğeler”, 02.12.08).
Bu çalışmada kullanılan geometrik seri modeline (Y. Motomura, 1932) veya “baskın niş yakalamaya” özellikle dikkat edilir. Geometrik seri modeli, azalan bolluk sırasına göre sıralanan topluluk türlerinin, topluluğun kalan toplam kaynağının aynı oranını tükettiğini varsayar. Örneğin, en çok sayıda tür bir kaynağın 1/2'sini alıyorsa, o zaman ikinci en önemli tür kalanın yarısını (yani orijinalin 1/4'ünü) tüketir, üçüncü tür ise yine kalanın yarısını (1/4) tüketir. Orijinalin 8'i) vb. Model, hiyerarşik bir kaynak paylaşımı ilkesini ima eder. Kaynağın payı baskın türler tarafından ne kadar büyük olursa, kalan kaynakların kısmı baskın türler tarafından kullanılır ve daha az kaynak küçük türlerin eline geçer. Böyle bir dağılıma sahip topluluklar, yalnızca baskın olmayan ilişkili türlerin kullanabileceği kaynakların daha az olmasıyla değil, aynı zamanda bunların daha "katı" dağılımıyla da karakterize edilir. Türlerin sayısı, aldıkları kaynakların payıyla orantılıdır ve geometrik bir ilerlemeyi temsil eder. Bu geometrik model, kaynaktaki aslan payının güçlü baskınlığa sahip az sayıda tür tarafından ele geçirilmesini açıklamaktadır. Bu, ardıllığın erken aşamalarındaki veya zorlu çevre koşullarında mevcut olan basit hayvan veya bitki topluluklarına veya toplulukların bireysel bölümlerine uygulanabilir.
Hiperbolik model (A.P. Levich, 1977) geometrik modele yakındır, ancak kaynakların daha da az tekdüze bir dağılımını yansıtır: ilk türlerin bolluğu daha keskin bir şekilde azalır ve nadir olanların bolluğu ise tam tersine daha sorunsuz olur. Motomura modeliyle karşılaştırıldığında hiperbolik model, karmaşık toplulukları ve büyük örnekleri daha iyi tanımlamaktadır.
Lognormal model (Preston, 1948), daha eşit dağılmış kaynaklar ve tür bollukları için tipiktir; burada ortalama bolluğa sahip türlerin sayısı artar.
“Kırık çubuk” modeliyle (R. MacArthur, 1957) tanımlanan dağılımda, türlerin bolluğu doğada mümkün olan en büyük tekdüzelikle dağılmıştır. Sınırlayıcı kaynak, farklı yerlerden rastgele kırılan bir çubukla modellenmiştir. Her türün bolluğu aldığı parçanın uzunluğuyla orantılıdır. Bu model, tür sayısının tek bir faktörün etkisiyle sınırlı olduğu veya önemli bir kaynağın rastgele paylaşıldığı, basit yapılı, tek trofik düzeyde, homojen bir biyotopta yaşayan topluluklar için uygundur.
Baskın türlere ek olarak, yerel topluluğun tür zenginliği, belirli bir bölgede yaşayan ve bu toplulukta potansiyel olarak var olma potansiyeline sahip türlerin bir kümesi olan tür fonundan (havuz) etkilenir. Yerel tür zenginliği, örneğin bir alandaki ortalama bitki türü sayısı olarak anlaşılmaktadır ve tür fonu, tüm bölgenin ormanlık alanlarında kaydedilen toplam ağaç türü sayısıdır. Tür fonunun büyüklüğü, iklim de dahil olmak üzere bölgesel çevre koşullarına göre belirlenmektedir. Aşırı koşullarda, yalnızca mütevazı bir tür kümesi var olabilir ve bu da olası baskın türlerin sayısını otomatik olarak sınırlandırır. Uygun koşullar sağlandığında hem türlerin toplam sayısı hem de dominant rolüne aday olanların sayısı artar. Koşullar ne kadar uygun olursa, türlerin sayısı o kadar yüksek olur ve her birinin belirli alanlardaki hakimiyet düzeyi o kadar düşük olur. Tür havuzunun boyutu aynı zamanda türleşme hızına ve bölgenin geçmişine de bağlıdır: örneğin, Pleistosen buzullaşmasının yaşandığı kutuplara yakın bölgelerin biyomları, daha güneyde bulunanlarla karşılaştırıldığında türler açısından nispeten daha fakir olabilir. gençlikleri.
V.V. Akatov ve A.G. Perevozov, Batı Kafkasya'nın 9 biyotopundaki 58 ova ve dağ ormanındaki ağaçları ve böcek yiyen kuş topluluklarını inceledi. Veri setinin tamamı için, yerel tür zenginliği üzerindeki maksimum etki (%50-60), ilişkili türlerin birey sayısı tarafından gerçekleştirilmiştir. İncelenen tüm topluluklarda baskınlık düzeyi ile tür zenginliği arasında yüksek bir korelasyon bulundu. En güçlü rakibin baskınlık düzeyi, topluluktaki tür sayısındaki çeşitliliğin yaklaşık %15-20'sini belirledi. Bu, baskınlık düzeyi ile tür zenginliği arasındaki ilişkinin büyük ölçüde kaynakların yoldaş türlerden baskın türlere doğru basit bir şekilde yeniden dağıtılmasının bir sonucu olduğu anlamına geliyor gibi görünüyor. Buna karşılık, tür fonunun büyüklüğü hem baskınlık düzeyini hem de tür zenginliğini etkiledi.
Baskınlık düzeyi, ilgili türlerin sayısı ve tür havuzunun rolleri arasındaki ilişkiyi değerlendirmek için incelenen topluluklar, tür yapısının geometrik modele (GM) yüksek ve düşük uyumu ile iki gruba ayrıldı.
GM uyumluluğunun yüksek olduğu bölgelerde tür zenginliği daha çok yerel koşullara, yani ilişkili türlerin birey sayısına ve baskınlık düzeyine bağlıydı; bu da niş alanın dağılımının doğasını yansıtıyordu.
Tür yapısının geometrik modele uyumunun düşük olduğu alanlarda ise tam tersine tür fonunun rolü artmış, yerel faktörlerin rolü ise azalmıştır. Bu tür topluluklarda tür zenginliğinin baskın türlerin sayısından nispeten bağımsız olduğu ortaya çıktı.
Böylece yazarlar beklenen sonucu elde ettiler: Çeşitli mekanizmaların yerel tür zenginliğine göreceli katkısı, bu yapının geometrik modele uygunluğu da dahil olmak üzere topluluklardaki tür bolluğunun sıralama yapısına bağlıdır.
/ Bölüm 5. Ekosistem düzeyi Atama: §5.2. Topluluğun bileşimi ve yapısı
5. Bölümün Cevabı. Ekosistem Düzeyi Ödevi: §5.2. Topluluğun bileşimi ve yapısı
Hazır ödev (GD) Biyoloji Pasechnik, Kamensky 9. sınıf
Biyoloji
9. sınıf
Yayıncı: Bustard
Yıl: 2007 - 2014
Soru 1. Bir topluluğun tür zenginliğini artıran faktörler nelerdir?
Bir topluluğun tür çeşitliliği aşağıdaki faktörlere bağlıdır:
1) coğrafi konum (Dünyanın Kuzey Yarımküresinde kuzeyden güneye doğru hareket ederken ve bunun tersi durumda, Güney Yarımküre'de ada faunası genellikle anakaradan daha fakirdir ve ada ne kadar küçükse ve adadan o kadar uzaktaysa anakara ne kadar fakirse);
2) iklim koşulları (ılıman, istikrarlı bir iklime sahip, bol ve düzenli yağışların olduğu, şiddetli donların ve mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarının olmadığı bölgelerde, tür zenginliği sert iklim bölgelerinde bulunan bölgelere göre daha yüksektir);
3) gelişme süresi (bir topluluğun oluşumundan bu yana ne kadar zaman geçerse, tür zenginliği de o kadar yüksek olur).
Soru 2. Nadir türlerin önemi nedir?
Nadir türlerin yaşamını sürdürmek için, büyük ölçüde ekosistemin normal işleyişine bağlı olan çeşitli çevresel faktörlerin (sıcaklık, nem, toprak bileşimi, belirli gıda kaynağı türleri vb.) kesin olarak tanımlanmış kombinasyonları gereklidir. Nadir türler yüksek düzeyde tür çeşitliliği sağlar ve bir bütün olarak topluluğun durumunun en iyi göstergeleridir.
Soru 3. Bir topluluğun hangi özellikleri tür çeşitliliğini karakterize eder?
Tür çeşitliliği, bir topluluğun veya bir bütün olarak ekosistemin refahının bir göstergesidir; çünkü çeşitlilikteki bir azalma, genellikle, yaşayan organizmaların toplam sayısındaki bir değişiklikten çok daha önce bir sıkıntıya işaret eder.
Tür çeşitliliği topluluk istikrarının bir işaretidir; yani çeşitlilik ne kadar büyük olursa, topluluk çevre koşullarındaki ani değişikliklere karşı o kadar dirençli olur. Bunun nedeni, bir türün yok olması durumunda, onun yerini, topluluktan ayrılan türe benzer uzmanlığa sahip başka bir türün almasıdır.
Soru 4. Besin zinciri ve besin ağı nedir? Bunların önemi nedir?
Bir topluluktaki farklı organizma türleri, besin bağlantıları yoluyla birbirleriyle yakından ilişkilidir. Herhangi bir topluluk için, tüm gıda ilişkilerinin bir diyagramını (bir gıda ağı) çizebilirsiniz. Besin ağı birçok besin zincirinden oluşur. Besin zincirinin en basit örneği: bitki - otçul böcek - böcekçil kuş - yırtıcı kuş. Besin ağını oluşturan besin zincirlerinin her biri aracılığıyla madde ve enerji aktarılır, yani madde-enerji alışverişi gerçekleşir. Gıda da dahil olmak üzere topluluktaki tüm bağlantıların uygulanması bütünlüğün korunmasına yardımcı olur.
