Оценка видового биоразнообразия - Практическая работа

Количество различных типов биологических объектов (видов животных, растений, грибов и микроорганизмов) и биологических процессов, а также численные меры присутствия и размещения организмов в системах биосферы характеризуют биологическое разнообразие планеты. Данная работа посвящена изучению видового разнообразия животных. По мнению Ю. Одума, в состав экосистемного биоразнообразия входят следующие компоненты: видовое богатство, характер распределения особей среди представленных в сообществе видов и структурное разнообразие. Видовое богатство D - это число видов, осваивающих данную территорию, т.е. плотность видов. Как правило, видовое разнообразие возрастает с увеличением времени освоения и площади территории, а также в направлении к экватору; в условиях стрессового воздействия на систему оно сокращается. Численным индексом компонента служит какая-либо комбинация общего числа видов, выявленных на данной территории, S и суммарного числа особей, принадлежащих ко всем отмеченным видам, N = Sni, где ni - число особей, относящихся к одному определенному виду i; суммирование ведется по всему числу видов, т.е. i = 1, 2, …, S. Сообщества одинаковой плотности различаются относительным обилием видов, структурой доминирования и степенью выровненности распределения особей среди всех представленных видов. Вид, количественно преобладающий в данном сообществе, как правило, в сравнении с экологически близкими формами или видами, находящимися на одном уровне экологической пирамиды, называется доминантом или доминирующим видом (от лат. dominantis - господствующий)1. По горизонтальной оси - оси Х - в арифметическом масштабе откладывают индексы видов. По вертикальной оси - оси Y - откладывают логарифмы численности каждого вида в данном сообществе (рис. Структурное разнообразие сообщества является следствием естественной неоднородности среды обитания (неравномерности распределения пищевых ресурсов) и/или цикличности воздействия на сообщество природных процессов. Реформатор сравнительной палеонтологии и систематики животных Жорж Кювье (1769-1832) связывал эти изменения с катастрофическим процессами на Земле; Чарлз Дарвин (1809-1882) считал их результатом естественного отбора. Наш современник Л.Ш. Давиташвили исключал влияние геологических катастроф и утверждал, что к вымиранию таксонов приводили межвидовые взаимодействия. В настоящее время установлено существование около 2 млн видов живых организмов. Около 39 % всех уже исчезнувших видов погибли от вселения на данную территорию других организмов, 36 % - в результате разрушения среды обитания, 23 % - в результате охоты и промысла, 2 % - от отравления и по другим причинам. С правовой точки зрения фауна является не только компонентом биоразнообразия, но и природно-возобновимым ресурсом, охраняемым и используемым для удовлетворения духовных и материальных потребностей населения РФ, т.е. национальным достояние страны. Объектом использования и охраны выступают именно дикие животные (млекопитающие, птицы, пресмыкающиеся, земноводные, рыбы, моллюски, насекомые и др.), обитающие в состоянии естественной свободы на суше, в воде, атмосфере и почве. В настоящее время существует четыре группы подобных методик - на основании количественных, качественно-количественных, индикаторных и косвенных оценок. Общее разнообразие сообщества характеризует индекс Шеннона1: HШ = - S(pi ? ln pi) = (p1 ? ln p1) (p2 ? ln p2) … (pS ? ln pS), где pi = ni / N - доля особей i-го вида; i = 1, 2, 3, …, S (формула 1) Видовое богатство характеризуют индексы: D = S / N (формула 2) D = S / ON (формула 3) D = (S - 1) / ln N (формула 4) Структуру доминирования характеризует индекс Симпсона: ССм = S( ni / N)2 = ( n1 / N)2 ( n2 / N)2 … ( nS / N)2 (формула 5) Чем сильнее доминирование одного или нескольких видов в сообществе, тем больше величина индекса ССм. Одум Ю. Экология: В 2-х томах. Т. 2. Белоновская Е.А. Возможности оценки биологического разнообразия и его сохранения // Известия РАН. Из теоретических достижений биологии XIX века эволюционным идеям уступает лишь концепция о причинной зависимости между биологическими и климатическими показателями, разработанная Карлом Бергманом. Величина а, отражающая пропорциональность сложения организма животного, устанавливается на основе правила Аллена: в условиях холодного климата форма тела организмов становится все более изометричной, то есть значение коэффициента а возрастает.