18. Глобальное распределение биоразнообразия. Природные факторы территориальной дифференциации биологического разнообразия. Основные закономерности. Теории и гипотезы, предположенные для объяснения широтного и высотного градиентов.

Глобальное распределение биоразнообразия

Глобальное биоразнообразие - показатель биоразнообразия на планете Земля и определяется как общая изменчивость форм жизни. Совсем недавно, в мае 2016 года, ученые сообщили, что, по оценкам, в настоящее время на Земле обитает 1 триллион видов, из которых описана лишь одна тысячная процента.

Природные факторы территориальной дифференциации биологического разнообразия, основные закономерности

Территориальная дифференциация видового богатства определяется многими факторами, среди которых выделяют: Среда обитания изменение является наиболее важным фактором, влияющим в настоящее время на биоразнообразие, поскольку около 40% лесов и свободных ото льда местообитаний были преобразованы в пахотные земли или пастбища. Другие факторы: чрезмерная эксплуатация, загрязнение , инвазивные виды и изменение климата .

Видовое богатство отдельных сообществ определяется многими факторами, среди которых приоритетно выделяют:

1) Эволюционное время (чем старше экосистема, тем больше в ней видов, соответственно территории впервые освоенные живыми существами будут изначально разнообразнее).

2) Экологическое время (более длительное время позволяет расселиться видам, имеющим соответствующие адаптации).

3) Устойчивость и предсказуемость климата (понятно, что среда с устойчивым климатом допускает возможность узкой специализации и росту разнообразия ниш, а, следовательно, и видов).

4) Пространственное разнообразие (рост разнообразия местообитаний, их комплексность и мозаичность гарантирует рост видового богатства).

5) Высокую и стабильную первичную продукцию, запасы фитомассы и разнообразие их слагающих (они дают широкий выбор пищи, ее доступность и возможность специализации видов).

6) Наличие высокого уровня конкуренции (именно она при насыщении популяций особями становится движущей силой специализации ниш по ресурсам и местообитаниям и приводит к росту разнообразия, как это наблюдается в тропических лесах).

Теории и гипотезы, предположенные для объяснения широтного и высотного градиентов.

ГРАДИЕНТ ШИРОТНОГО РАЗНООБРАЗИЯ

Увеличение богатства разновидностей или биоразнообразия, которое происходит от полюсов с тропиками, часто называемыми широтным градиентом разнообразия (LDG), является одним из наиболее широко признанных образцов в экологии. Помещенный иначе, в современных окрестностях в более низких широтах обычно имеют больше разновидностей, чем окрестности в более высоких широтах. LDG наблюдался в различных степенях в прошлом Земли.

Пространственные гипотезы / гипотезы области

Есть пять главных гипотез, которые зависят исключительно от пространственных и ареальных особенностей тропиков.

1)Середина эффекта области

Используя компьютерные моделирования, Colwell и Hurtt (1994) и Willig и Лион (1998) первый указали, что, если широтные диапазоны разновидностей были беспорядочно перетасованы в рамках геометрических ограничений ограниченной биогеографической области (например, континенты Нового Мира для земных разновидностей), диапазоны разновидностей будут иметь тенденцию накладываться больше к центру области, чем к ее пределам, вызывая середину пика области в богатстве разновидностей. Colwell и Lees (2000) названный этим стохастическим явлением середина эффекта области (MDE), представленная несколько альтернативных аналитических формулировок для одномерного MDE (расширенный Коннолли 2005), и предложенный гипотезу, что MDE мог бы способствовать широтному градиенту в богатстве разновидностей, вместе с другими объяснительными факторами, которые рассматривают здесь, включая климатические и исторические. Поскольку «чистая» середина моделей области пытается исключить любые прямые экологические или эволюционные влияния на богатство разновидностей, они, как утверждали, были пустыми моделями (Colwell и др. 2004, 2005). На этом представлении, если бы широтные градиенты богатства разновидностей были определены исключительно MDE, наблюдаемые образцы богатства на биогеографическом уровне не были бы различимы от образцов, произведенных случайным размещением наблюдаемых диапазонов (Colwell и Lees 2000).

2)Гипотеза географического района

Другая пространственная гипотеза - гипотеза географического района (Terborgh 1973). Это утверждает, что тропики - самый большой биом и что большие тропические области могут поддержать больше разновидностей. Больше области в тропиках позволяет разновидностям иметь большие диапазоны и, следовательно, большие численности населения. Таким образом у разновидностей с большими диапазонами, вероятно, будут более низкие показатели исчезновения (Розенцвейг 2003). Кроме того, разновидности с большими диапазонами могут быть более вероятны подвергнуться аллопатрическому видообразованию, которое увеличило бы ставки видообразования (Розенцвейг 2003). Комбинация более низких показателей исчезновения и высокие показатели видообразования приводят к высоким уровням богатства разновидностей в тропиках.

3)Гипотеза энергии разновидностей

Энергетическая гипотеза разновидностей предполагает, что сумма доступной энергии устанавливает пределы к богатству системы. Таким образом увеличенная солнечная энергия (с изобилием воды) в низких широтах вызывает повышенную чистую основную производительность (или фотосинтез). Эта гипотеза делает предложение выше чистая основная производительность, больше людей может быть поддержано, и больше разновидностей, там будет в области. Помещенный иначе, эта гипотеза предполагает, что ставки исчезновения уменьшены к экватору в результате более высокого населения, стабильного большей суммой доступной энергии в тропиках. Более низкие показатели исчезновения приводят к большему количеству разновидностей в тропиках.

4) Гипотеза резкости климата

Другая связанная с климатом гипотеза - гипотеза резкости климата, которая заявляет, что широтный градиент разнообразия может существовать просто, потому что меньше разновидностей может физиологически терпеть условия в более высоких широтах, чем в низких широтах, потому что более высокие широты часто более холодные и более сухие, чем тропические широты. Currie и др. (2004) придирался к этой гипотезе, заявляя, что, хотя ясно, что климатическая терпимость может ограничить распределения разновидностей, кажется, что разновидности часто отсутствуют в областях, климат которых они могут терпеть.

5) Гипотеза стабильности климата

Механизм для этой гипотезы - то, что, в то время как колеблющаяся окружающая среда может увеличить уровень исчезновения или устранить специализацию, постоянная окружающая среда может позволить разновидностям специализироваться на предсказуемых ресурсах, позволив им иметь более узкие ниши и облегчив видообразование. Факт, что умеренные области - больше переменной и в сезон и по геологической шкале времени (обсужденный более подробно ниже) предполагает, что у умеренных областей, как таким образом ожидают, будет меньше разнообразия разновидностей, чем тропики.