Közösségek szünbiológiája 2. Populáció-egyedszám viszonyok

Az előadások a következő témára: "Közösségek szünbiológiája 2. Populáció-egyedszám viszonyok"— Előadás másolata:

1 Közösségek szünbiológiája 2. Populáció-egyedszám viszonyok

2 1. Eloszlástípusok Hangyaegyedek különböző élőhelyeken (Gönyű)
Hangyaegyedek száma a kolóniában

3 1.1. Logaritmikus eloszlás
Fisher (1943) először írta le a közösségek egyedszám–viszonyait, logaritmikus eloszlással. Az 1,2, 3…N egyeddel képviselt populációk száma: A populációk teljes száma:

4 1.2. Lognormális eloszlás (1)
Preston (1948) írta le a gyakoriságról és ritkaságról szóló cikkében

5 1.2. Lognormális eloszlás (2)
Az N egyedhez tartozó populációk száma: ahol S0 populációk száma a görbe maximumánál; N0 a görbe maximumához tartozó egyedszám; s2 a variancia.

6 1.2. Lognormális eloszlás (3). Csonkított eloszlás

7 MacArthur (1957) fedezte föl. Logikája:
1.3. Törtpálca eloszlás (1) MacArthur (1957) fedezte föl. Logikája:

8 P(i) a populáció relatív gyakorisága; S a populációk száma; x a rang
1.3. Törtpálca eloszlás (2) P(i) a populáció relatív gyakorisága; S a populációk száma; x a rang

9 1.4. MacArthur „átfedéses” modellje (1)

10 1.4. MacArthur „átfedéses” modellje (2)

11 1.5. Geometriai eloszlás (1)

12 1.5. Geometriai eloszlás (2)

13 1.7. Dominancia diverzitás
Salvio-Festucetum egyenesszárnyú együttesei (Rácz 1998 után)

14 1.7. Eloszlások összevetése (2) (Magurran 1988 után)

15 1.8. Növényi szukcesszió stádiumai felhagyott szántón (Bazzaz 1975)

16 1.9. Növényi szukcesszió stádiumai homoki gyepen (Margóczi 1995 után)

17 1.10. Eloszlások összevetése (3) szimulációs vizsgálat alapján

18 2. Diverzitás (1) A biodiverzitás formái:
taxonómiai (adott taxon fajszáma); fajdiverzitás (adott bióta fajszáma); genetikai diverzitás (adott lókuszhoz tartozó allélok potenciális száma); együttesek/közösségek populációk szerinti diverzitása; életforma-; stratégia-; trófikus stb. diverzitás.

19 2. Diverzitás (2) Átlagos ritkaságon alapuló indexek (Patil & Tallie 1978; Tóthmérész 1997; Izsák 2001): Relatív gyakoriság: Ritkaság mértéke (1): Diverzitási függvény (1):

20 2. Diverzitás (3) Ritkaság mértéke (2):
Diverzitási függvény (2, Gini-Simpson): Diverzitási függvény (3, Simpson-Yule):

21 2. Diverzitás (4) Ritkaság mértéke (3):
Diverzitási függvény (4, Shannon-Wiener Shannon-Waever 1949, 1986): Kiegyenlítettség:

22 2. Diverzitás (5) Diverzitási függvény (4, Brillouin indexe):
Diverzitási függvény (5, Berger-Parker):

23 2. Diverzitás (6) Diverzitási függvény (5, Rényi általános függvénye):

24 2. Diverzitás (7): rendezések

25 2. Diverzitás (8) Diverzitási függvény (6, Kvadratikus entrópia, Izsák & Papp 1995, 2000, Izsák 2001):

26 3. Bimodalitási modellek (1)
DuRietz-féle konstanstörvény:

27 3. Bimodalitási modellek (1)
DuRietz-féle konstanstörvény: példák

28 3. Bimodalitási modellek (2)
Hanski core-satellite hipotézise: példák

29 3. Bimodalitási modellek (3)
Hanski core-satellite hipotézise

30 3. Bimodalitási modellek (4)
Szimulációs teszt ELOSZLÁS BIMODALITÁS ARÁNYA IGEN/NEM Törtpálca 1/9 Nem Geometriai 6/9 Igen Lognormál 5/9 Logaritmikus 0/9 Véletlen

31 4. Diverzitás és stabilitás (1)
1.1.Korai felfogás az 1960-as évekig: a diverzitás növeli a stabilitást: Odum (1953 és Elton (1958): a kisebb diverzitású közösségek kevéssé állnak ellen az extrém populációs fluktuációknak és az inváziónak. MacArthur (1955): nagyobb diverzitás  nagyobb konnektivitás  alternatív energitikai utak  nagyobb stabilitás. 1.2 A hetvenes években ennek cáfolata: a nagyobb konnektivitás csökkenti a stabilitást (Gardner & Ashby 1970; May 1972, 1973). Később ezt a képet táplálkozási hálózatokon tovább finomította Pimm & Lawton (1977) és Pimm (1982). 1.3. „Biztosítási hipotézis” (Yachi & Loreau 1999): a nagy diverzitás pufferol, mert a különböző populációk differenciálisan reagálnak a változásokra. A redundáns populációk időbeli komplementaritást jelentenek (Loreau 2000, Ives & al. 1999, 2000, Lehman & Tilman 2000).

32 4. Diverzitás és stabilitás (5)
2.1.Diverzitási manipulációk egy trófikus szinten (Loreau et al. 2002): 1.1. diverzitás növeli a stabilitást: 8/14 esetben: 57 %; 1.2. diverzitás csökkenti a stabilitást: 5/14 esetben: 36 %; 1.3. nincs kimutatható hatás: 1/14 esetben: 7 %.

33 4. Diverzitás és stabilitás (6)
2.2.Diverzitási manipulációk több trófikus szinten (Loreau et al. 2002): 1.1. diverzitás növeli a stabilitást: 16/27 esetben: 59 %; 1.2. diverzitás csökkenti a stabilitást: 7/27 esetben: 26 %; 1.3. nincs kimutatható hatás: 4/24 esetben: 15 %.

34 4. Diverzitás és stabilitás (7)
Az esettanulmányok összegzése

35 4. Diverzitás és stabilitás (8)
Alkalmazások (Loreau et al. 2002): 3.1. diverzitás növeli az „ökoszisztéma szolgáltatások” hatékonyságát (táplálék, rost produkció, pollináció, anyagciklus stb.); 3.2. diverzitás csökkenti az inváziós veszélyt; 3.3. a bennszülött fajok kipusztulása tovább csökkenti a stabilitást  örvényekhez vezet; 3.4. táplálék-, tiszta víz-, halprodukciót növeli  jó. De: a fenti eredmények nem támasztják alá mindezt!